Questão 130 — ENEM 2017Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Cromatografia (partição líquido-líquido) e Polaridade de Compostos Orgânicos (carotenoides)
• ⚡ Nível: Difícil — exige relacionar estrutura molecular (grupos funcionais oxigenados) com polaridade e, em seguida, aplicar corretamente o princípio da cromatografia por partição.
• 🎯 Tema/Habilidade: Métodos de separação de misturas e relação estrutura-propriedade (competência de área 5 — compreender processos de transformação e separação de materiais).
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Entre cinco pigmentos de pimentão, qual interage mais fortemente com a fase estacionária aquosa e, por isso, é o último a percorrer o papel?"
• Palavras-chave decisivas: interações intermoleculares mais fortes com a fase estacionária, migram mais lentamente, fase estacionária líquida (água)
• Armadilha típica: o candidato acha que "migrar mais rápido" é sinônimo de "ser mais afim à fase estacionária" — é o oposto: quem gruda mais na água anda menos, não mais.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de reconhecer, entre os cinco carotenoides, qual possui mais grupos funcionais polares (capazes de fazer ligação de hidrogênio com a água) e, portanto, qual é o menos afim à fase móvel apolar.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Cromatografia em papel por partição líquido-líquido: a separação não ocorre por adsorção na celulose seca, mas pela distribuição do soluto entre duas fases líquidas imiscíveis — a água retida nos poros da celulose (fase estacionária) e a mistura hexano/acetona que escoa sobre o papel (fase móvel).
• Semelhante dissolve semelhante: substâncias polares formam ligações de hidrogênio com a água e ficam retidas nela; substâncias apolares têm maior afinidade pelo hexano (apolar) e são arrastadas com mais facilidade pela fase móvel.
• Carotenos × xantofilas: carotenos (licopeno, α-caroteno, γ-caroteno) são hidrocarbonetos puros — cadeias de carbono e hidrogênio, sem oxigênio, portanto totalmente apolares. Xantofilas (α-criptoxantina, capsorubina) são carotenoides oxigenados, com hidroxilas (–OH) e/ou carbonilas (C=O), o que as torna polares em grau variável.
• Relação estrutura-migração: quanto mais grupos oxigenados (mais polar) a molécula tiver, mais fortemente ela interage com a água da fase estacionária e mais lentamente ela migra pelo papel (menor Rf).

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "é a água absorvida que funciona como fase estacionária líquida" → confirma que a retenção depende da afinidade do soluto pela água, ou seja, da polaridade da molécula.
• Evidência 2: "os componentes capazes de formar interações intermoleculares mais fortes com a fase estacionária migram mais lentamente" → é a chave da questão: a resposta certa não é a substância mais apolar (que migraria rápido), e sim a mais polar.
• Evidência 3: "mistura de hexano com 5% de acetona" como fase móvel → reforça que o sistema é majoritariamente apolar, o que acentua o contraste entre carotenos (arrastados com facilidade) e xantofilas (retidas pela água).
• Síntese: o raciocínio se resume a identificar, entre as cinco substâncias, aquela com maior número de grupos funcionais capazes de fazer ligação de hidrogênio com a água — essa será a mais retida e, portanto, a de migração mais lenta.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Separar os carotenoides em duas famílias químicas

Licopeno, α-caroteno e γ-caroteno pertencem à família dos carotenos: são tetraterpenos formados exclusivamente por carbono e hidrogênio (fórmula geral C₄₀H₅₆), sem qualquer átomo de oxigênio em suas estruturas. São, portanto, moléculas essencialmente apolares, com afinidade máxima pelo hexano da fase móvel. Já a α-criptoxantina e a capsorubina pertencem à família das xantofilas, que são carotenoides oxigenados — apresentam grupos –OH e/ou C=O incorporados aos anéis terminais da cadeia poliênica.

Subpasso 4.2 — Comparar o grau de oxigenação entre as xantofilas

A α-criptoxantina (C₄₀H₅₆O) possui apenas uma hidroxila (–OH) em um dos anéis terminais — é uma monohidroxi-xantofila. A capsorubina (C₄₀H₅₆O₄), pigmento característico do pimentão vermelho maduro, possui uma estrutura muito mais oxigenada: duas hidroxilas e duas carbonilas distribuídas nos dois anéis ciclopentânicos terminais da molécula (é classificada como uma dicetodiol-xantofila). Quanto mais grupos –OH e C=O, maior o número de ligações de hidrogênio que a molécula consegue formar com a água — logo, maior a polaridade efetiva do composto.

Subpasso 4.3 — Verificação

Ordenando as cinco substâncias por polaridade crescente: licopeno ≈ α-caroteno ≈ γ-caroteno (apolares, sem oxigênio) < α-criptoxantina (1 grupo polar) < capsorubina (4 grupos polares). Como a substância mais polar é a que forma interações mais fortes com a água da fase estacionária, a capsorubina é a que migra mais lentamente pelo papel — exatamente o critério pedido no enunciado. O resultado bate com o gabarito oficial.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) licopeno.

❌ Incorreta: é um caroteno acíclico, hidrocarboneto puro (sem oxigênio), portanto apolar. Tem grande afinidade pelo hexano da fase móvel e é uma das substâncias que migram mais rapidamente, não mais lentamente.

B) α-caroteno.

❌ Incorreta: também é um caroteno (bicíclico), formado só por carbono e hidrogênio. Assim como o licopeno, é apolar e migra rápido — não interage fortemente com a água da fase estacionária.

C) γ-caroteno.

❌ Incorreta: caroteno monocíclico, igualmente um hidrocarboneto sem grupos oxigenados. Pertence ao mesmo grupo apolar dos itens A e B, logo é candidato a migração rápida, não lenta.

D) capsorubina.

✅ Correta: é a xantofila mais oxigenada da lista, com duas hidroxilas e duas carbonilas em sua estrutura. Esse alto grau de polaridade permite a formação de múltiplas ligações de hidrogênio com a água da fase estacionária, retendo fortemente a molécula e fazendo-a migrar mais lentamente que todas as demais.

E) α-criptoxantina.

❌ Incorreta: é uma xantofila, portanto mais polar que os carotenos, mas possui apenas uma hidroxila em sua estrutura. É mais retida que licopeno, α-caroteno e γ-caroteno, porém menos retida que a capsorubina, que tem quatro grupos polares contra apenas um.

🏆 Gabarito: D — a capsorubina é a substância mais oxigenada (duas hidroxilas e duas carbonilas), formando as interações mais fortes por ligação de hidrogênio com a água da fase estacionária e, por isso, migrando mais lentamente que licopeno, α-caroteno, γ-caroteno e α-criptoxantina.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: entre as cinco opções, apenas a capsorubina reúne o maior número de grupos funcionais polares (–OH e C=O), sendo a única capaz de reter-se com máxima intensidade na fase aquosa estacionária — por isso é, obrigatoriamente, a de migração mais lenta.
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de testar cromatografia associando o texto teórico (fase estacionária × fase móvel) a uma aplicação real envolvendo estrutura molecular — geralmente pedindo para comparar polaridade de compostos orgânicos com base em seus grupos funcionais.
• Generalização: em cromatografia de partição líquido-líquido com fase estacionária polar (água) e fase móvel apolar (hexano/acetona), a substância mais polar sempre migra mais devagar (menor Rf), e a mais apolar sempre migra mais rápido (maior Rf) — é a lógica inversa da cromatografia em fase reversa.
• Dica de eliminação rápida: ao ver "carotenos" (nomes terminados em "-caroteno" ou "licopeno") versus "xantofilas" (nomes com sufixo "-xantina" ou que remetem a compostos oxigenados como "capsorubina"), elimine de cara os hidrocarbonetos puros se a pergunta for sobre a substância mais retida/mais lenta — eles nunca serão a resposta nesse tipo de questão.
• Conexões: o mesmo raciocínio de polaridade aparece em questões sobre extração líquido-líquido, solubilidade de vitaminas (lipossolúveis × hidrossolúveis) e cromatografia em camada delgada (CCD) usada para identificar pigmentos fotossintéticos como clorofilas e carotenoides.