Questão 98 — ENEM 2019 PPLCaderno azul · 2º Dia

📋 Ficha da questão

• Matéria: Química → Química Orgânica → funções orgânicas, nomenclatura e posição de substituintes no anel
• Habilidade: H24 — utilizar códigos e nomenclatura da química para caracterizar materiais, substâncias ou transformações químicas
• Nível: Médio — são três exigências independentes no enunciado, e cada estrutura errada falha em uma delas
• Gabarito: revelado no Passo 4

🔎 Passo 1 — Leitura estratégica do comando

• O comando, em uma linha: qual das cinco fórmulas estruturais corresponde ao fenol descrito por palavras.
• Palavras-chave decisivas: fenol, cadeia carbônica aromática mononuclear, terc-butil na posição orto, metóxi na posição para.
• A armadilha: conferir só a posição dos grupos. As cinco estruturas têm substituintes em lugares parecidos, e o que separa quatro delas da correta é a identidade do grupo ou a natureza do anel, não a geometria do desenho.
• O que a resposta precisa mostrar: que você traduz cada palavra do enunciado — fenol, aromático, terc-butil, metóxi, orto, para — em um traço concreto da fórmula.

📚 Passo 2 — Revisão do conteúdo

• Fenol: composto em que a hidroxila (—OH) está ligada diretamente a um carbono do anel aromático. Se o OH estiver ligado a um carbono saturado, ainda que dentro de um ciclo, o composto é álcool, não fenol. A função depende de onde o OH está, não de haver anel.
• Aromático mononuclear: anel benzênico único, com seis carbonos e as três ligações duplas alternadas que caracterizam a aromaticidade. "Mononuclear" quer dizer um só anel — descarta naftaleno e antraceno, mas também exige que o anel presente seja de fato aromático.
• Orto, meta e para: posições relativas em anel dissubstituído, contadas a partir do carbono de referência, que aqui é o do OH. Orto é o carbono vizinho (posição 2); meta é o seguinte (posição 3); para é o oposto (posição 4). O sufixo "2-BHA" confirma: o substituinte principal está no carbono 2.
• terc-butil: grupo —C(CH₃)₃. O carbono ligado ao anel é terciário: sustenta três metilas e nada mais. Não confunda com o isobutil, —CH₂CH(CH₃)₂, em que o anel se liga a um CH₂ e a ramificação só aparece no carbono seguinte. Os dois têm quatro carbonos e fórmula C₄H₉, mas conectividades diferentes.
• Metóxi: grupo —OCH₃, um éter. O oxigênio fica entre o anel e a metila. Não confunda com hidroximetil (—CH₂OH), em que o carbono está ligado ao anel e o OH fica na ponta — esse é um álcool, e a ordem dos átomos é o oposto.

🧭 Passo 3 — Decodificação do enunciado

• Evidência 1: "O 2-BHA é um fenol" → o desenho tem de trazer o —OH preso a um carbono do anel aromático. Esse é o critério de função, e vale antes de qualquer contagem de posição.
• Evidência 2: "cadeia carbônica aromática mononuclear" → um único anel de seis carbonos, com as três duplas alternadas. Um ciclo com apenas duas ligações duplas e um carbono saturado não é aromático.
• Evidência 3: "o grupo substituinte terc-butil na posição orto" → no carbono vizinho ao do OH deve estar o —C(CH₃)₃, com o carbono central ligado ao anel e a três metilas.
• Evidência 4: "o grupo metóxi na posição para" → no carbono oposto ao do OH deve estar o —OCH₃, com o oxigênio ligado ao anel.
• Síntese: são quatro checagens independentes — função fenol, anel aromático, grupo orto correto, grupo para correto. Basta que uma falhe para a estrutura cair, e cada distrator falha em uma diferente.

🧠 Passo 4 — Resolução passo a passo

4.1 — Montar a molécula no papel antes de olhar as opções

Numerando o anel a partir do carbono que carrega a hidroxila:

• C1 — OH (é o carbono de referência; é ele que faz do composto um fenol)
• C2 — C(CH₃)₃, o terc-butil, porque orto significa vizinho ao C1
• C4 — OCH₃, o metóxi, porque para significa oposto ao C1
• C3, C5, C6 — apenas hidrogênio

A molécula é, portanto, o 2-terc-butil-4-metoxifenol. O nome comercial 2-BHA (butil-hidroxianisol) reúne as três informações: butil, hidroxi e anisol, que é o nome tradicional do metoxibenzeno.

4.2 — Aplicar a checagem de função e de anel

Duas eliminações imediatas, feitas sem contar posição alguma:

• se o anel não tiver as três duplas alternadas, o composto não é aromático — e sem anel aromático não há fenol
• se o grupo do C4 tiver o carbono ligado ao anel e o oxigênio na ponta, é hidroximetil (—CH₂OH), não metóxi (—OCH₃)

4.3 — Aplicar a checagem dos grupos

Agora a conectividade fina:

• no terc-butil, o carbono preso ao anel não tem hidrogênio nenhum: são três metilas nele, C(CH₃)₃
• no isobutil, o anel se liga a um CH₂, e só o carbono seguinte é ramificado: CH₂CH(CH₃)₂
• no metóxi, a sequência a partir do anel é anel — O — CH₃

4.4 — Aplicar a checagem de posição

Contando a partir do C1, que é o do OH: terc-butil no vizinho (orto) e metóxi no oposto (para). Se o terc-butil estiver a dois carbonos do OH, ele está em meta — e a estrutura descreve o 3-terc-butil-4-metoxifenol, um isômero de posição, não o 2-BHA.

4.5 — Verificação

A única fórmula que satisfaz as quatro checagens ao mesmo tempo — anel aromático, OH ligado ao anel, C(CH₃)₃ em orto e OCH₃ em para — é a quinta. Gabarito: E.

✅❌ Passo 5 — Análise das alternativas

❌ (A) estrutura A — As posições estão certas: OH no C1, substituinte no orto e OCH₃ no para. O erro está na identidade do grupo alquila. O que aparece em orto é —CH₂CH(CH₃)₂, o isobutil: o anel se liga a um carbono secundário de cadeia, e a ramificação só aparece no carbono seguinte. No terc-butil o carbono ligado ao anel é terciário e sustenta três metilas. Mesma fórmula molecular C₄H₉, conectividade diferente — são isômeros de cadeia, não sinônimos.

❌ (B) estrutura B — Os grupos estão corretos, —C(CH₃)₃ e —OCH₃, mas a posição do terc-butil está errada. Contando a partir do carbono da hidroxila, ele está no meta (C3), não no orto (C2). O composto desenhado é o 3-terc-butil-4-metoxifenol, isômero de posição do 2-BHA. É o distrator que pega quem conta as posições a partir do metóxi em vez de contá-las a partir do OH.

❌ (C) estrutura C — O terc-butil está no orto, como pedido, mas o grupo em para é —CH₂OH, o hidroximetil, e não —OCH₃. A ordem dos átomos está invertida: aqui o carbono se prende ao anel e o oxigênio fica na extremidade, o que caracteriza um álcool benzílico. No metóxi é o oxigênio que se prende ao anel, formando um éter. Funções diferentes, comportamento químico diferente.

❌ (D) estrutura D — Os três grupos estão nas posições corretas, mas o anel não é aromático. Só há duas ligações duplas no ciclo, e o carbono que carrega a hidroxila está saturado, ligado por traços simples aos dois vizinhos. Sem o sistema de três duplas alternadas não há aromaticidade — e, sem anel aromático, o —OH ligado a carbono saturado faz do composto um álcool cíclico, não um fenol. O enunciado exige "cadeia carbônica aromática mononuclear".

✅ (E) estrutura E — Anel benzênico com as três ligações duplas alternadas, portanto aromático e mononuclear. A hidroxila está ligada diretamente a um carbono do anel, o que caracteriza o fenol. No carbono vizinho, em orto, está o —C(CH₃)₃, com o carbono central preso ao anel e a três metilas: terc-butil legítimo. No carbono oposto, em para, está o —OCH₃, com o oxigênio preso ao anel: metóxi legítimo. É o 2-terc-butil-4-metoxifenol descrito no enunciado.

Gabarito: E — é a única estrutura que reúne anel aromático, hidroxila ligada ao anel, terc-butil em orto e metóxi em para, sem trocar nenhum grupo por seu isômero.

🏁 Passo 6 — Generalização e dica de prova

• Por que só E se sustenta: A erra o grupo alquila, B erra a posição, C erra a função do grupo em para e D erra o anel. Cada distrator ataca uma exigência diferente do enunciado, e a correta é a que sobrevive às quatro.
• Como o ENEM cobra isso: questão de "traduza o nome em desenho" é padrão em Orgânica, quase sempre com um aditivo alimentar, um fármaco ou um antioxidante de rótulo. A prova aposta nos pares que se confundem: terc-butil e isobutil, metóxi e hidroximetil, orto e meta.
• A regra geral: confira nesta ordem — primeiro o anel (aromático?), depois a função (o OH está no anel?), depois a identidade de cada grupo (quem se liga ao anel, carbono ou oxigênio?) e só por último a posição. Sai mais rápido, porque as duas primeiras checagens derrubam estruturas sem contagem.
• Eliminação em 30 segundos: olhe as duplas do anel e descarte o que não for aromático. Depois, procure o carbono com três metilas: se o anel se liga a um CH₂, é isobutil e cai. Restam duas ou três, e aí a contagem orto/para resolve.
• Temas que costumam vir junto: identificação de funções orgânicas em fórmulas estruturais, isomeria de cadeia e de posição, antioxidantes e rancificação de lipídios, nomenclatura de compostos aromáticos dissubstituídos.