Questão 109 — ENEM 2019 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Físico-Química (Soluções e Propriedades Coligativas — Osmose e Pressão Osmótica)
• ⚡ Nível: Médio — o texto descreve o fenômeno em detalhes, mas exige diferenciar cinco processos de tratamento de água que soam parecidos.
• 🎯 Tema/Habilidade: Osmose reversa aplicada à dessalinização da água do mar; competência de associar uma descrição tecnológica a um conceito científico nomeado.
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Como se chama o processo que usa pressão sobre a água salgada e uma membrana semipermeável para produzir água doce?"
• Palavras-chave decisivas: pressão, membrana semipermeável, água pura é forçada a passar
• Armadilha típica: confundir o fenômeno com "filtração" só porque há uma membrana envolvida, ou com "destilação" só porque o objetivo final (purificar água salgada) é semelhante — ignorando que o mecanismo descrito não retém partículas sólidas nem envolve evaporação, e sim a inversão de um fluxo osmótico por pressão.
• O que a resposta precisa demonstrar: reconhecer que "aplicar pressão para forçar o solvente a atravessar uma membrana semipermeável, invertendo o fluxo natural da osmose" é, por definição, osmose reversa.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Osmose (fenômeno espontâneo): em duas soluções de concentrações diferentes separadas por membrana semipermeável, a água migra espontaneamente do meio menos concentrado (hipotônico) para o mais concentrado (hipertônico), tentando igualar as concentrações.
• Pressão osmótica: é a pressão mínima que precisaria ser aplicada sobre a solução mais concentrada para impedir a entrada espontânea de água — ou seja, para manter o sistema em equilíbrio.
• Osmose reversa: ocorre quando se aplica sobre a solução concentrada uma pressão superior à pressão osmótica; o fluxo de água se inverte e passa a sair da solução salgada em direção à solução diluída, atravessando a membrana, enquanto os íons de sal ficam retidos do outro lado.
• Membrana semipermeável: estrutura que permite a passagem seletiva do solvente (água), mas bloqueia solutos dissolvidos, como o Na⁺ e o Cl⁻ do sal — é essa seletividade que diferencia o processo de um simples filtro poroso.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "duas câmaras (uma contendo água doce e outra contendo água salgada) separadas por uma membrana semipermeável" → configura exatamente o arranjo clássico de um sistema osmótico, e não de um filtro convencional ou de uma coluna de resina de troca iônica.
• Evidência 2: "Aplicando-se pressão na câmara com água salgada, a água pura é forçada a passar através da membrana para a câmara contendo água doce" → descreve com precisão a inversão do sentido natural da osmose por ação de uma pressão externa, que é a "assinatura" da osmose reversa.
• Síntese: pressão aplicada + membrana semipermeável + água pura migrando do meio salgado para o meio doce (sentido contrário ao da osmose espontânea) formam, em conjunto, a definição operacional de osmose reversa — nenhum dos demais processos de purificação reúne esses três elementos ao mesmo tempo.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Relembrar o comportamento espontâneo da osmose

Sem qualquer interferência externa, se colocarmos água doce e água salgada em contato através de uma membrana semipermeável, a água tende a fluir espontaneamente da câmara com água doce para a câmara com água salgada, na tentativa de diluir a solução mais concentrada e igualar as concentrações dos dois lados. Esse é o sentido natural do fenômeno da osmose — e é justamente o oposto do que se deseja em uma dessalinizadora.

Subpasso 4.2 — Identificar a inversão do fluxo causada pela pressão (osmose reversa)

No sistema descrito, aplica-se pressão mecânica diretamente sobre a câmara de água salgada. Quando essa pressão externa ultrapassa o valor da pressão osmótica do sistema, o fluxo se inverte: em vez de a água doce migrar para o lado salgado, é a água do lado salgado que é empurrada através da membrana em direção à câmara de água doce. Como a membrana é seletiva, apenas as moléculas de água conseguem atravessá-la — os íons de sal ficam retidos e se concentram cada vez mais na câmara de origem. Esse processo, em que se usa pressão para forçar o solvente a atravessar a membrana em sentido contrário ao da osmose espontânea, recebe o nome técnico de osmose reversa.

Subpasso 4.3 — Verificação

Comparando com as demais alternativas, nenhuma delas combina simultaneamente "pressão aplicada" + "membrana semipermeável seletiva à água" + "retenção dos íons dissolvidos". Filtração retém apenas partículas em suspensão; destilação separa por diferença de temperatura de ebulição; adsorção usa a superfície de um sólido poroso; troca iônica usa resinas que trocam íons. Isso confirma que o único termo coerente com a descrição do enunciado é osmose reversa.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) filtração.

❌ Incorreta: a filtração separa partículas sólidas em suspensão (insolúveis) usando um meio poroso, mas não retém íons dissolvidos como o Na⁺ e o Cl⁻ do sal de cozinha, que passam livremente por um filtro comum; logo, filtração não dessaliniza a água do mar.

B) adsorção.

❌ Incorreta: a adsorção consiste na fixação de moléculas (compostos orgânicos, cloro, odores) na superfície de um material poroso, como carvão ativado; é usada em etapas complementares de tratamento de água, mas não remove sais dissolvidos e não envolve pressão sobre uma membrana semipermeável.

C) destilação.

❌ Incorreta: a destilação separa por diferença de ponto de ebulição — aquece-se a água salgada até evaporar, e o vapor de água (livre de sal) é condensado à parte. O enunciado não menciona aquecimento nem mudança de estado físico, e sim pressão sobre uma membrana, o que descarta a destilação.

D) troca iônica.

❌ Incorreta: a troca iônica emprega resinas que substituem íons indesejados (como Ca²⁺, Mg²⁺ ou Na⁺) por outros íons, geralmente H⁺ e OH⁻; é usada para abrandar ou desmineralizar água, mas não utiliza membrana semipermeável associada a pressão para forçar a passagem seletiva do solvente.

E) osmose reversa.

✅ Correta: é exatamente o processo descrito — aplica-se pressão sobre a câmara de água salgada, superando a pressão osmótica natural, o que força apenas a água pura a atravessar a membrana semipermeável rumo à câmara de água doce, retendo os sais. É essa a tecnologia efetivamente usada em dessalinizadoras modernas de regiões desérticas.

🏆 Gabarito: E — a aplicação de pressão que inverte o fluxo natural da água através de uma membrana semipermeável, retendo os sais e liberando apenas o solvente puro, define precisamente a osmose reversa.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a osmose reversa reúne, ao mesmo tempo, membrana semipermeável, pressão aplicada sobre a solução concentrada e inversão do sentido natural do fluxo de água; nenhuma outra alternativa satisfaz esses três critérios simultaneamente.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma trazer esse tema em contextos de tecnologia e sustentabilidade — dessalinização, tratamento de água, produção de água potável em regiões áridas —, quase sempre descrevendo o mecanismo por extenso, sem citar o nome técnico, para testar se o estudante reconhece o processo pela descrição.
• Generalização: sempre que o enunciado combinar "membrana semipermeável" + "pressão aplicada sobre a solução mais concentrada" + "fluxo de solvente invertido", a resposta será osmose reversa; se o fluxo for espontâneo, sem pressão externa, trata-se apenas de osmose comum.
• Dica de eliminação rápida: elimine destilação e adsorção assim que o texto mencionar "membrana" (destilação não usa membrana; adsorção usa material poroso sólido, não membrana seletiva); elimine filtração e troca iônica ao notar que a pressão descrita serve para inverter um fluxo osmótico, e não apenas para empurrar líquido por um filtro ou trocar íons em uma resina.
• Conexões: propriedades coligativas (tonoscopia, ebulioscopia, crioscopia, osmometria) e processos industriais de tratamento de água e efluentes.