Questão 116 — ENEM 2018 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Termoquímica (calor de diluição) e segurança em laboratório
• ⚡ Nível: Fácil — exige apenas reconhecer que a diluição de H₂SO₄ é fortemente exotérmica, sem cálculos
• 🎯 Tema/Habilidade: Processos exotérmicos na diluição de ácidos fortes; interpretação de texto científico-literário
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Por que é perigoso verter água sobre o ácido sulfúrico, em vez de verter o ácido na água?"
• Palavras-chave decisivas: "verter o ácido na água e não o contrário", "iras furibundas", "líquido oleoso de aspecto tão inócuo"
• Armadilha típica: confundir o fenômeno com uma "explosão" (palavra que soa dramática e combina com "iras furibundas") ou imaginar alguma reação química específica (neutralização, separação de fases) em vez de um efeito puramente físico-térmico.
• O que a resposta precisa demonstrar: entendimento de que a violência da reação descrita por Primo Levi decorre da liberação abrupta de energia térmica quando o ácido concentrado entra em contato com água — e que a ordem de mistura determina se esse calor é dissipado com segurança ou concentrado de forma perigosa.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Diluição/hidratação de ácidos fortes: ao dissolver H₂SO₄ concentrado em água, as moléculas do ácido se rompem e os íons H⁺ são fortemente hidratados pelas moléculas de água, formando H₃O⁺. Esse processo de hidratação libera grande quantidade de energia — é um fenômeno fortemente exotérmico.
• Entalpia de diluição (ΔH_dil): para o H₂SO₄, o ΔH de diluição é bastante negativo (a diluição de 1 mol de H₂SO₄ concentrado pode liberar centenas de kJ). Quanto mais concentrado o ácido e mais rápida a adição de água, mais intensa e localizada é a liberação de calor.
• Densidade e comportamento físico: o ácido sulfúrico concentrado é mais denso que a água (~1,84 g/mL). Isso é decisivo para explicar por que a ordem de adição importa fisicamente, não apenas quimicamente.
• Regra de segurança laboratorial "sempre o ácido na água": não é uma convenção arbitrária, mas uma consequência direta da termoquímica do processo, como será detalhado no Passo 4.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "é preciso operar às avessas, quer dizer, verter o ácido na água e não o contrário" → revela que existe um protocolo técnico de segurança com uma ordem obrigatória de adição.
• Evidência 2: "aquele líquido oleoso de aspecto tão inócuo está sujeito a iras furibundas" → a palavra "inócuo" (aparentemente inofensivo) contrasta com "iras furibundas" (reação súbita e violenta), sugerindo um evento térmico brusco e não uma reação de neutralização silenciosa ou uma separação lenta de fases.
• Evidência 3: "sabem-no até os meninos do ginásio" → reforça que se trata de um conhecimento básico e amplamente ensinado em aulas introdutórias de química — exatamente o comportamento exotérmico da diluição, tema clássico de laboratório escolar.
• Síntese: o texto descreve um comportamento físico-térmico repentino e perigoso, não uma transformação química com produtos diferentes (neutralização), nem uma mistura instável que se separa (imiscibilidade), nem uma explosão no sentido de reação com liberação de gases detonante. O fio condutor é o calor liberado na diluição.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — O que acontece quimicamente na diluição do H₂SO₄

Quando o H₂SO₄ concentrado entra em contato com a água, ocorre a quebra das interações entre as moléculas do ácido e a formação de ligações fortes entre os íons H⁺/HSO₄⁻/SO₄²⁻ e as moléculas de água (hidratação). Esse rearranjo libera uma quantidade de energia muito maior do que a absorvida para romper as ligações originais — o saldo energético é fortemente negativo, ou seja, o processo é altamente exotérmico. Em laboratório, é comum a temperatura da mistura subir dezenas de graus quase instantaneamente quando o ácido concentrado é diluído sem controle.

Subpasso 4.2 — Por que a ORDEM de adição faz toda a diferença

• Se a água é despejada sobre o ácido concentrado (procedimento errado, o que Levi condena): a pequena quantidade de água que cai sobre a superfície do ácido denso libera calor de forma extremamente concentrada e localizada. Como a água adicionada é pouca e o calor gerado é muito, a temperatura sobe o suficiente para que essa água entre em ebulição instantaneamente, gerando vapor sob pressão que expulsa gotículas do ácido para fora do recipiente — daí a imagem de "iras furibundas": respingos de ácido quente e corrosivo sobre quem está manipulando.
• Se o ácido é vertido lentamente sobre um grande volume de água (procedimento correto): o ácido, mais denso, penetra e se dispersa em um volume grande de água, que atua como um enorme "absorvedor" de calor. A energia liberada é diluída em toda a massa de líquido, a temperatura sobe de forma gradual e controlada, sem fervura local nem projeção de material.

Subpasso 4.3 — Verificação

O elemento central de todo o raciocínio — a razão física para o perigo — é a liberação intensa e súbita de calor durante a diluição, que causa fervura local e respingos quando a ordem é invertida. Nenhuma das demais alternativas (explosão, neutralização, separação de fases, inibição de vapores) descreve corretamente esse mecanismo. A alternativa que sintetiza esse raciocínio é a que afirma que a diluição do ácido libera muito calor.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) diluição do ácido libera muito calor.

✅ Correta: a diluição do H₂SO₄ é um processo fortemente exotérmico. Quando feita na ordem errada (água sobre o ácido), o calor liberado se concentra em uma pequena quantidade de água, que ferve subitamente e espalha ácido ao redor — exatamente as "iras furibundas" descritas por Primo Levi.

B) mistura de água e ácido é explosiva.

❌ Incorreta: não há explosão no sentido químico (não há formação súbita de grandes volumes de gás nem reação detonante). O que ocorre é um fenômeno térmico-físico — fervura violenta e projeção de líquido — decorrente do calor liberado, não uma explosão propriamente dita.

C) água provoca a neutralização do ácido.

❌ Incorreta: neutralização é a reação entre um ácido e uma base, formando sal e água. A água pura não é uma base forte o suficiente para "neutralizar" o H₂SO₄ nesse sentido; o que ocorre é apenas diluição (dispersão do ácido no solvente), um processo físico-químico distinto da neutralização.

D) mistura final de água e ácido separa-se em fases.

❌ Incorreta: água e ácido sulfúrico são totalmente miscíveis em qualquer proporção, formando uma solução homogênea (uma única fase). Não há formação de camadas ou separação, como ocorreria com líquidos imiscíveis (por exemplo, óleo e água).

E) água inibe a liberação dos vapores provenientes do ácido.

❌ Incorreta: o problema descrito é justamente o oposto — quando a água é adicionada de forma incorreta sobre o ácido, ela favorece a liberação abrupta de vapor (por fervura local) e a projeção de gotículas de ácido, em vez de inibir qualquer emissão.

🏆 Gabarito: A — o alerta de Primo Levi se justifica porque a diluição do ácido sulfúrico libera grande quantidade de calor; inverter a ordem de adição concentra esse calor em pouca água, que ferve subitamente e espirra ácido ao redor.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a liberação intensa de calor explica, ao mesmo tempo, a "aparência inócua" inicial do líquido e a reação "furibunda" quando manipulado incorretamente — nenhuma outra alternativa descreve um mecanismo físico-químico coerente com o texto.
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de contextualizar termoquímica e segurança em laboratório com textos literários ou jornalísticos (aqui, um trecho do livro autobiográfico de Primo Levi, químico de formação), testando se o estudante consegue traduzir uma descrição qualitativa em um conceito científico preciso.
• Generalização: sempre que uma questão envolver diluição de ácidos ou bases concentrados e mencionar "calor", "aquecimento súbito" ou "respingos", pense em entalpia de diluição fortemente exotérmica e no protocolo de segurança "sempre o ácido (ou base) sobre o solvente, nunca o contrário".
• Dica de eliminação rápida: elimine de cara alternativas que descrevem uma reação química distinta do enunciado (como "neutralização", que exige uma base) e alternativas que descrevem fenômenos físicos incompatíveis com ácidos fortes miscíveis em água (como "separação de fases"); disso sobra apenas a explicação térmica.
• Conexões: calorimetria e cálculo de calor liberado/absorvido; ligações de hidrogênio e hidratação de íons; normas de segurança (EPIs, manuseio de reagentes) em laboratórios de química.