Questão 96 — ENEM 2017Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Biologia → Ecologia, Ciclos Biogeoquímicos (Ciclo do Nitrogênio)
• ⚡ Nível: Médio — exige diferenciar as duas etapas da nitrificação (nitrosação × nitratação) e identificar qual delas produz especificamente o nitrato
• 🎯 Tema/Habilidade: Ciclo biogeoquímico do nitrogênio e sua relação com a produção industrial de fertilizantes nitrogenados
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual etapa do ciclo natural do nitrogênio produz o mesmo composto químico (nitrato) que é o principal componente dos fertilizantes industriais descritos no texto?"
• Palavras-chave decisivas: nitrato de amônio, componente principal os nitratos, ciclo natural do nitrogênio
• Armadilha típica: confundir "nitrosação" com "nitratação" — os nomes são quase idênticos, mas cada um produz um íon diferente (nitrito x nitrato), e o examinador conta com essa semelhança fonética para induzir erro.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de percorrer mentalmente toda a sequência do ciclo do nitrogênio e apontar, com precisão, em qual etapa o produto final é exatamente o íon nitrato (NO₃⁻).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Ciclo do nitrogênio: conjunto de transformações biológicas e químicas que convertem o N₂ atmosférico (inerte, inacessível à maioria dos seres vivos) em formas assimiláveis pelas plantas, e depois o devolvem à atmosfera, fechando o ciclo.
• Fixação biológica do N₂: bactérias fixadoras (Rhizobium em simbiose com leguminosas, Azotobacter de vida livre, cianobactérias) convertem o N₂ gasoso em amônia (NH₃) / amônio (NH₄⁺), a primeira forma de nitrogênio utilizável no ecossistema.
• Amonificação: bactérias e fungos decompositores degradam a matéria orgânica nitrogenada de organismos mortos, fezes e urina, liberando novamente amônia/amônio no solo.
• Nitrificação: processo de oxidação bacteriana que ocorre em duas subetapas sequenciais, ambas realizadas por bactérias quimiossintetizantes do solo:

- Nitrosação: bactérias do gênero Nitrosomonas oxidam o amônio (NH₄⁺) a nitrito (NO₂⁻).

- Nitratação: bactérias do gênero Nitrobacter oxidam o nitrito (NO₂⁻) a nitrato (NO₃⁻) — a forma de nitrogênio preferencialmente absorvida pelas raízes das plantas.

• Desnitrificação: bactérias desnitrificantes (ex.: Pseudomonas) reduzem o nitrato de volta a N₂ gasoso, devolvendo-o à atmosfera e reiniciando o ciclo.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "excedente de nitrato de amônio, ingrediente usado na fabricação de explosivos" → revela que a matéria-prima industrial reaproveitada era o nitrato de amônio (NH₄NO₃), sal que, ao se dissociar, libera o ânion nitrato (NO₃⁻).
• Evidência 2: "fábricas de munição foram adaptadas para começar a produzir fertilizantes tendo como componente principal os nitratos" → o texto afirma, sem ambiguidade, que o componente principal desses fertilizantes agrícolas é o nitrato, e não a amônia nem o nitrito.
• Síntese: a pergunta pede a etapa do ciclo natural do nitrogênio cujo produto final seja esse mesmo composto. Basta percorrer a sequência fixação → amonificação → nitrificação (nitrosação → nitratação) → desnitrificação e localizar em qual delas o nitrato é efetivamente formado.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar o composto químico-alvo

O nitrato de amônio (NH₄NO₃) é um sal composto por dois íons: amônio (NH₄⁺) e nitrato (NO₃⁻). O próprio texto, porém, restringe o foco ao afirmar que o "componente principal" dos fertilizantes é "os nitratos". Logo, o alvo da questão não é qualquer forma de nitrogênio, mas especificamente o ânion nitrato (NO₃⁻).

Subpasso 4.2 — Percorrer o ciclo do nitrogênio até localizar a formação do nitrato

Seguindo a sequência natural do ciclo:

1. Fixação biológica do N₂ → produz NH₃/NH₄⁺ (amônia/amônio). Não é nitrato.
2. Amonificação → também produz NH₃/NH₄⁺, a partir da decomposição de matéria orgânica. Não é nitrato.
3. Nitrosação (1ª etapa da nitrificação) → converte NH₄⁺ em NO₂⁻ (nitrito). Ainda não é nitrato.
4. Nitratação (2ª etapa da nitrificação) → converte NO₂⁻ em NO₃⁻ (nitrato). Este é o produto procurado.
5. Desnitrificação → faz o caminho inverso, consumindo nitrato e devolvendo N₂ à atmosfera.

Subpasso 4.3 — Verificação

Confrontando com as alternativas, apenas a etapa de nitratação tem como produto final o nitrato (NO₃⁻), coincidindo exatamente com o "componente principal" citado no texto. As demais etapas produzem amônia, nitrito ou N₂ — nenhuma delas equivale quimicamente ao nitrato. A resposta está confirmada.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) nitratação.

✅ Correta: é a segunda etapa da nitrificação, realizada por bactérias do gênero Nitrobacter, que oxidam o nitrito (NO₂⁻) transformando-o em nitrato (NO₃⁻) — exatamente o ânion apontado no texto como componente principal do fertilizante industrial.

B) nitrosação.

❌ Incorreta: essa etapa, realizada por Nitrosomonas, produz nitrito (NO₂⁻), não nitrato. É a primeira fase da nitrificação, um intermediário químico entre o amônio e o nitrato, e é frequentemente confundida com a nitratação por causa da semelhança dos nomes.

C) amonificação.

❌ Incorreta: essa etapa é conduzida por decompositores (bactérias e fungos) que degradam proteínas e ácidos nucleicos de organismos mortos, fezes e urina, liberando amônia/amônio (NH₃/NH₄⁺) no solo. É uma etapa anterior à nitrificação e produz um composto químico diferente do nitrato.

D) desnitrificação.

❌ Incorreta: é o processo inverso ao solicitado. Bactérias desnitrificantes reduzem o nitrato (NO₃⁻) de volta a N₂ gasoso, consumindo — e não produzindo — nitrato, devolvendo o nitrogênio à atmosfera e fechando o ciclo.

E) fixação biológica do N₂.

❌ Incorreta: converte o N₂ atmosférico, inerte e inacessível à maioria dos organismos, em amônia/amônio (NH₃/NH₄⁺) por ação de bactérias fixadoras como Rhizobium e Azotobacter. É a etapa que "abre" o ciclo, mas seu produto ainda está muito distante quimicamente do nitrato.

🏆 Gabarito: A — a nitratação é a única etapa do ciclo natural do nitrogênio cujo produto final é o nitrato (NO₃⁻), o mesmo composto apontado no texto como componente principal dos fertilizantes derivados do excedente de nitrato de amônio da indústria bélica.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a nitratação, segunda subetapa da nitrificação, gera o íon nitrato (NO₃⁻), coincidindo exatamente com o composto químico destacado no enunciado.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma cobrar o ciclo do nitrogênio associando as etapas biológicas (fixação, amonificação, nitrificação, desnitrificação) a aplicações práticas, como produção de fertilizantes, eutrofização de rios e lagos, chuva ácida e agricultura sustentável — sempre exigindo que o aluno reconheça o composto-produto de cada fase.
• Generalização: em qualquer questão sobre ciclos biogeoquímicos, monte mentalmente a sequência completa de transformações (reagente → processo → organismo responsável → produto) antes de comparar com as alternativas; isso evita cair em armadilhas de nomes parecidos.
• Dica de eliminação rápida: elimine de imediato "fixação" e "amonificação", pois ambas produzem amônia/amônio, nunca nitrato; entre "nitrosação" e "nitratação", use a própria raiz da palavra como mnemônico — nitrat-AÇÃO produz nitrATO.
• Conexões: eutrofização de corpos d'água por excesso de nitrato e fosfato provenientes de fertilizantes agrícolas; comparação com outros ciclos biogeoquímicos cobrados no ENEM, como o do carbono e o do fósforo.