Questão 116 — ENEM 2019 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Funções Inorgânicas, Equilíbrio Ácido-Base e Hidrólise Salina
• ⚡ Nível: Médio — exige reconhecer que sais de ácido fraco sofrem hidrólise, um conceito específico que vai além do "decorar fórmula"
• 🎯 Tema/Habilidade: Hidrólise de sais e alteração do pH do meio (Competência de Química da Matriz ENEM: transformações químicas e seus impactos ambientais/agrícolas)
• 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Explique, em termos químicos, por que o carbonato de cálcio e o carbonato de magnésio do calcário dolomítico fazem o pH do solo subir."
• Palavras-chave decisivas: carbonato de cálcio, carbonato de magnésio, elevam o pH
• Armadilha típica: associar "aumento de pH" a "óxido" (memória de que cal virgem é CaO) ou atribuir o efeito ao cátion metálico, achando que "metal = base"
• O que a resposta precisa demonstrar: identificar corretamente qual espécie iônica do sal (cátion ou ânion) interage com a água de forma a liberar OH⁻, e por que essa espécie tem esse comportamento

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Sal de ácido fraco + base forte: quando um sal como o CaCO3 é dissolvido em água, ele se dissocia totalmente em Ca²⁺ e CO3²⁻. Se o ânion vier de um ácido fraco, ele "rouba" H⁺ da água, formando OH⁻ em excesso — esse fenômeno é a hidrólise salina.
• Ácido carbônico (H2CO3) é um ácido fraco: o carbonato (CO3²⁻) é a base conjugada desse ácido fraco. Base conjugada de ácido fraco é sempre uma espécie com apreciável caráter básico, ou seja, capaz de reagir com água.
• Ca(OH)2 e Mg(OH)2 são bases fortes/moderadamente fortes: por isso, os cátions Ca²⁺ e Mg²⁺, vindos de bases fortes, não hidrolisam de forma significativa — eles permanecem praticamente inertes em solução aquosa quanto ao equilíbrio ácido-base.
• Regra geral de hidrólise: em um sal, hidrolisa a espécie (cátion ou ânion) que se origina do componente fraco (ácido fraco ou base fraca) do par que formou o sal. O íon do componente forte não hidrolisa.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "calcário dolomítico, que é constituído de carbonato de cálcio (CaCO3) e carbonato de magnésio (MgCO3)" → revela que as fórmulas envolvem o grupo carbonato (CO3²⁻), e não óxido (O²⁻), eliminando de saída a ideia de "óxidos inorgânicos".
• Evidência 2: "diminuição da acidez do solo" e "aumentarem o pH do solo" → confirma que o efeito químico central é a produção de hidroxila (OH⁻) em solução, típica de reação de hidrólise básica.
• Síntese: o enunciado fornece a fórmula exata dos sais (carbonatos) para que o estudante reconheça o ânion CO3²⁻ como a espécie derivada de ácido fraco (H2CO3) — é esse ânion, e não o cátion metálico, que reage com a água liberando OH⁻ e elevando o pH.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Identificar a natureza do sal

CaCO3 e MgCO3 são sais formados pela combinação de um cátion metálico (Ca²⁺ ou Mg²⁺) com o ânion carbonato (CO3²⁻). Em água, esses sais se dissociam completamente:

CaCO3 → Ca²⁺ + CO3²⁻

MgCO3 → Mg²⁺ + CO3²⁻

Subpasso 4.2 — Classificar cátion e ânion quanto à força do ácido/base de origem

• O cátion Ca²⁺ deriva do hidróxido de cálcio, Ca(OH)2, uma base forte (ou moderadamente forte). Íons originados de bases fortes não hidrolisam — não retiram OH⁻ da água.
• O ânion CO3²⁻ deriva do ácido carbônico, H2CO3, um ácido fraco (ioniza pouco). A base conjugada de um ácido fraco é relativamente forte como base e reage com a água, retirando um H⁺ dela:

CO3²⁻ + H2O ⇌ HCO3⁻ + OH⁻

Essa é a reação de hidrólise do ânion carbonato. Ela libera íons OH⁻ no meio, tornando a solução (e o solo) menos ácida e mais básica.

Subpasso 4.3 — Verificação

Se o pH sobe é porque a concentração de OH⁻ aumenta. A única reação apresentada nas alternativas que gera OH⁻ de forma coerente com a química do carbonato é a hidrólise do ânion CO3²⁻ com a água. Cátions de bases fortes, como Ca²⁺ e Mg²⁺, não geram OH⁻ ao reagir com água — pelo contrário, cátions que hidrolisam (como Al³⁺, Fe³⁺) tornam o meio ácido, o oposto do que a questão descreve. Logo, o mecanismo correto só pode envolver o ânion, confirmando a alternativa C.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) são óxidos inorgânicos.

❌ Incorreta: CaCO3 e MgCO3 são carbonatos (sais), não óxidos. Um óxido teria fórmula do tipo CaO ou MgO, com o ânion O²⁻ ligado diretamente ao metal — o enunciado deixa isso claro ao fornecer as fórmulas com o grupo CO3.

B) são fontes de oxigênio.

❌ Incorreta: é verdade que carbonatos contêm oxigênio na estrutura, mas a presença de átomos de oxigênio na fórmula não é, por si só, a razão química da elevação do pH. O pH depende do comportamento ácido-base dos íons em solução, não da composição elementar em oxigênio.

C) o ânion reage com a água.

✅ Correta: o ânion carbonato (CO3²⁻), base conjugada do ácido fraco H2CO3, sofre hidrólise ao reagir com a água (CO3²⁻ + H2O ⇌ HCO3⁻ + OH⁻), liberando hidroxila e elevando o pH do meio — exatamente o mecanismo que explica a diminuição da acidez do solo.

D) são substâncias anfóteras.

❌ Incorreta: substância anfótera é aquela capaz de reagir tanto como ácido quanto como base (como a água ou o Al2O3). CaCO3 e MgCO3 não são classificados como anfóteros; seu efeito sobre o pH decorre de hidrólise salina do ânion, não de anfoterismo.

E) os cátions reagem com a água.

❌ Incorreta: Ca²⁺ e Mg²⁺ derivam de bases fortes (ou moderadamente fortes) e, por isso, não hidrolisam de forma significativa em água. Cátions que efetivamente hidrolisam (como Al³⁺) tornam o meio ácido, produzindo o efeito oposto ao descrito na questão.

🏆 Gabarito: C — o pH do solo sobe porque o ânion carbonato (CO3²⁻), derivado de um ácido fraco, reage com a água (hidrólise) e libera íons OH⁻, tornando o meio menos ácido.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a alternativa C descreve corretamente o mecanismo químico — a hidrólise do ânion carbonato — capaz de gerar OH⁻ e elevar o pH; nenhuma outra alternativa aponta uma reação real que produza esse efeito.
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de contextualizar hidrólise salina em situações aplicadas (agricultura, tratamento de solo, produtos de limpeza), exigindo que o estudante traduza um contexto cotidiano para o conceito de ácido/base conjugado.
• Generalização: em qualquer sal, hidrolisa o íon proveniente do componente fraco do par ácido-base que originou o sal; se o ânion vem de ácido fraco, a solução tende a ficar básica; se o cátion vem de base fraca, a solução tende a ficar ácida.
• Dica de eliminação rápida: primeiro descarte alternativas que citam "óxido" (a fórmula tem CO3, não O sozinho) e "fontes de oxigênio" (não explica pH); depois lembre que metais de bases fortes (grupo 1 e 2, como Ca e Mg) quase nunca hidrolisam — isso já aponta para o ânion como responsável.
• Conexões: o mesmo raciocínio se aplica a outros sais comuns no ENEM, como o bicarbonato de sódio (NaHCO3, usado em antiácidos) e ao estudo de chuva ácida, onde cátions de metais de transição hidrolisam e acidificam o meio.