Questão 120 — ENEM 2017Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Propriedades Coligativas (Osmometria) e Pressão Osmótica
• ⚡ Nível: Médio — exige entender direção de fluxo, não apenas decorar fórmula
• 🎯 Tema/Habilidade: Osmose reversa aplicada à dessalinização; interpretação de fenômenos físico-químicos em contextos tecnológicos (H26/H27 — Química)
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Para inverter o sentido natural da osmose e purificar água salgada, como devem se relacionar (em sentido e intensidade) a pressão osmótica e a pressão mecânica aplicada?"
• Palavras-chave decisivas: osmose reversa, pressão mecânica, fluir de um compartimento para o outro
• Armadilha típica: confundir a osmose reversa com a osmose espontânea — achar que a água vai naturalmente para o lado salgado e esquecer que o processo descrito é o inverso disso, exigindo pressão mecânica dominante e contrária.
• O que a resposta precisa demonstrar: que o candidato entende que reverter o fluxo natural exige uma força mecânica oposta à pressão osmótica e de intensidade maior que ela — não apenas igual, pois igualdade geraria equilíbrio (fluxo líquido nulo).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Osmose: passagem espontânea do solvente (água) através de uma membrana semipermeável, do meio menos concentrado (hipotônico) para o mais concentrado (hipertônico), tendendo a igualar as concentrações.
• Pressão osmótica (π): pressão mínima que se deve aplicar do lado da solução mais concentrada para impedir a entrada espontânea de água vinda do lado menos concentrado; é a "força" que representa a tendência natural de a água migrar para o compartimento salgado.
• Osmose reversa: processo em que se aplica uma pressão mecânica externa maior que a pressão osmótica, no sentido contrário ao fluxo espontâneo, forçando a água a sair da solução concentrada (salgada) e atravessar a membrana em direção ao compartimento de água pura — o oposto do que a osmose faria sozinha.
• Membrana semipermeável: deixa passar as moléculas de água, mas retém os íons e sais dissolvidos, por isso a água que atravessa chega potável do outro lado.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "usam o processo de osmose reversa" → o texto já avisa que o fenômeno descrito não é a osmose comum, mas seu inverso — pista central para toda a questão.
• Evidência 2: "a aplicação de pressão mecânica no sistema faz a água fluir de um compartimento para o outro" → é a pressão mecânica, e não a pressão osmótica, quem comanda o sentido final do fluxo de água (do lado salgado para o lado potável).
• Evidência 3: "o movimento das moléculas de água através da membrana é controlado pela pressão osmótica e pela pressão mecânica aplicada" → confirma que as duas pressões atuam simultaneamente e competem entre si; o resultado observado (água saindo do compartimento salgado) só é possível se a mecânica "vencer" a osmótica.
• Síntese: como a osmose natural puxaria água para dentro do compartimento salgado (sentido A), e o processo descrito produz o efeito contrário (água saindo do compartimento salgado, sentido B), as duas pressões precisam ter sentidos opostos, com a pressão mecânica superando a pressão osmótica em intensidade para que o sentido resultante seja o da pressão mecânica.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Qual é o sentido natural da osmose nesse sistema?

Sem qualquer pressão externa, a água pura tende a migrar espontaneamente para o compartimento de água salgada, pois este tem maior concentração de soluto (menor potencial hídrico). Esse fluxo espontâneo é, por definição, o efeito da pressão osmótica: ela "puxa" a água em direção à solução concentrada. Se nada mais atuasse, a água salgada nunca seria purificada — pelo contrário, ficaria mais diluída à custa do compartimento de água potável.

Subpasso 4.2 — Como o dessalinizador inverte esse sentido?

O enunciado afirma que a pressão mecânica aplicada faz a água fluir — no dessalinizador, do compartimento salgado para o compartimento de água potável, que é justamente o sentido contrário ao da osmose espontânea. Logo, a resultante das duas pressões (mecânica menos osmótica, em módulo) deve apontar no sentido da pressão mecânica. Para isso, duas condições são simultaneamente necessárias:

1) a pressão mecânica deve ser aplicada em sentido oposto ao da pressão osmótica (senão elas se somariam e reforçariam o fluxo espontâneo, nunca o revertendo);

2) a pressão mecânica deve ter intensidade maior que a pressão osmótica, pois se fossem iguais o sistema estaria em equilíbrio dinâmico (fluxo líquido nulo, sem produção de água potável), e se a osmótica fosse maior, o fluxo espontâneo continuaria vencendo.

Subpasso 4.3 — Verificação

Comparando com as alternativas, a única que combina "sentidos opostos" e "maior intensidade da pressão mecânica" é a alternativa E. Isso é coerente com a prática real de dessalinização por osmose reversa, em que se aplicam pressões mecânicas da ordem de dezenas de atmosferas — bem acima da pressão osmótica típica da água do mar (≈ 27 atm) — exatamente para garantir que o fluxo líquido de água ocorra no sentido desejado (do mar para o reservatório de água potável).

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) mesmo sentido e mesma intensidade.

❌ Incorreta: se as pressões tivessem o mesmo sentido, elas se somariam, reforçando o fluxo espontâneo de água em direção ao compartimento salgado — o oposto do que o dessalinizador precisa fazer. Além disso, "mesma sentido" já contraria a lógica da reversão do processo.

B) sentidos opostos e mesma intensidade.

❌ Incorreta: sentidos opostos é necessário, mas intensidades iguais levariam a uma resultante nula — as pressões se cancelariam e o sistema atingiria equilíbrio, sem fluxo líquido de água em nenhum sentido. Não haveria produção de água potável.

C) sentidos opostos e maior intensidade da pressão osmótica.

❌ Incorreta: se a pressão osmótica fosse maior, ela venceria a disputa e o fluxo resultante seria o da osmose espontânea (água entrando no compartimento salgado) — exatamente o processo comum, não o reverso. Isso inviabilizaria a dessalinização.

D) mesmo sentido e maior intensidade da pressão osmótica.

❌ Incorreta: combina dois erros — mesmo sentido (que apenas reforçaria a osmose natural) e predominância da pressão osmótica (que impediria a reversão do fluxo). Nenhuma das duas condições atende ao que o texto descreve.

E) sentidos opostos e maior intensidade da pressão mecânica.

✅ Correta: apenas com sentidos opostos a pressão mecânica pode contrapor-se ao fluxo osmótico natural, e apenas com intensidade maior que a pressão osmótica ela consegue efetivamente inverter o sentido do fluxo, forçando a água a sair da solução salgada e atravessar a membrana como água potável.

🏆 Gabarito: E — a osmose reversa só ocorre quando a pressão mecânica é aplicada em sentido contrário ao da pressão osmótica e supera essa pressão em intensidade, invertendo o fluxo natural da água.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: a letra E é a única alternativa que reúne as duas condições logicamente necessárias — oposição de sentido (para contrariar o fluxo espontâneo) e predomínio de intensidade da pressão mecânica (para efetivamente reverter esse fluxo).
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de contextualizar propriedades coligativas (pressão osmótica, tonoscopia, crioscopia, ebulioscopia) em tecnologias do cotidiano — aqui, dessalinização; em outras provas, conservação de alimentos, soro fisiológico ou hemodiálise. A lógica de "vencer" a tendência natural para obter um efeito prático se repete.
• Generalização: sempre que um processo tecnológico "inverte" um fenômeno espontâneo (como a osmose), a força aplicada artificialmente precisa ser oposta e mais intensa que a força natural — esse raciocínio de resultante de forças/pressões vale para osmose reversa, mas também aparece em contextos de equilíbrio químico e físico forçado.
• Dica de eliminação rápida: elimine de cara as alternativas com "mesmo sentido" (A e D), pois isso reforçaria — e não inverteria — o fluxo espontâneo; entre as restantes (B, C, E), lembre que igualdade de intensidade (B) gera equilíbrio (sem fluxo útil) e que a pressão osmótica maior (C) manteria o sentido natural, sobrando apenas E.
• Conexões: relacione com tonoscopia (abaixamento da pressão de vapor), crioscopia e ebulioscopia — as demais propriedades coligativas — e com o conceito de potencial hídrico usado em Biologia para explicar absorção de água pelas raízes das plantas.