Questão 113 — ENEM 2020 Digital

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Química Ambiental / Reciclagem de Polímeros
• ⚡ Nível: Médio — exige distinguir métodos físicos (mecânicos) de métodos químicos (que envolvem reação química) dentro de um processo industrial de várias etapas
• 🎯 Tema/Habilidade: Reciclagem química versus reciclagem mecânica de plásticos — reconhecer transformações da matéria (H21/H26, competência de área 5)
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Entre as sete etapas descritas na reciclagem de polímeros, quais são classificadas como métodos químicos?"
• Palavras-chave decisivas: métodos químicos, hidrólise, pirólise
• Armadilha típica: confundir "aquecimento (fusão)" com processo químico só porque envolve temperatura, ou classificar "lavagem" e "secagem" como químicas por lidarem com substâncias (água, solventes)
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de identificar, dentro de uma sequência industrial, quais etapas alteram a composição química das moléculas (quebra ou formação de ligações) e quais apenas mudam o estado físico, o tamanho ou a limpeza do material

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Reciclagem mecânica (física): conjunto de processos que reaproveita o plástico sem alterar sua estrutura molecular — envolve apenas mudanças físicas, como redução de tamanho (moagem/trituração), remoção de impurezas (catação, lavagem) e mudança de estado físico (secagem, fusão por aquecimento). O polímero continua sendo a mesma macromolécula, apenas processado fisicamente.
• Reciclagem química: conjunto de processos que rompe ligações covalentes do polímero, transformando-o em moléculas menores (monômeros, oligômeros ou outros compostos). Isso caracteriza uma verdadeira reação química, com formação de novas substâncias.
• Hidrólise: reação química de quebra de uma cadeia polimérica pela ação da água (geralmente catalisada por ácido, base ou enzima), que rompe ligações do tipo éster, amida etc., regenerando os monômeros originais ou fragmentos menores. É típica na reciclagem química de poliésteres como o PET.
• Pirólise: decomposição térmica do polímero na ausência (ou quase ausência) de oxigênio, em altas temperaturas, quebrando as macromoléculas em fragmentos menores (gases, óleos e resíduos sólidos combustíveis). Também é uma reação química, pois há ruptura de ligações covalentes com formação de novas substâncias.
• Fusão (aquecimento): mudança de estado físico (sólido → líquido) sem quebra de ligações covalentes da cadeia principal — é uma transformação física, reversível, usada para moldar o plástico reciclado mecanicamente.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "separação do resíduo (catação), moagem, hidrólise, lavagem, secagem, pirólise e aquecimento (fusão)" → o enunciado lista sete etapas heterogêneas, misturando processos mecânicos/físicos com processos químicos propositalmente, para testar se o candidato sabe separar as duas categorias.
• Evidência 2: "deve respeitar as características dos polímeros que compõem o material" → reforça que a reciclagem não é um processo único: existem rotas distintas (mecânica x química) conforme o tipo de polímero e o objetivo final (reaproveitar o material bruto ou decompô-lo em matéria-prima).
• Síntese: o candidato precisa passar mentalmente pelas sete etapas e classificar cada uma como física (não altera a estrutura molecular) ou química (rompe/forma ligações covalentes, gerando novas substâncias). Apenas duas etapas atendem ao critério químico.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Classificar cada etapa individualmente

Vamos analisar as sete etapas citadas, uma a uma, quanto à natureza da transformação envolvida:

1. Separação do resíduo (catação): processo manual/mecânico de triagem dos plásticos por tipo, cor ou código de identificação. Não há reação química — é puramente uma seleção física do material. ➜ Física.
2. Moagem: trituração mecânica do plástico em flocos ou grânulos menores. Reduz o tamanho das partículas, mas a cadeia polimérica permanece intacta. ➜ Física.
3. Hidrólise: reação química entre o polímero e a água (com catalisador), que rompe ligações covalentes da cadeia (por exemplo, ligações éster no PET), formando monômeros ou oligômeros — novas substâncias. ➜ Química.
4. Lavagem: remoção de sujeiras, rótulos e resíduos superficiais com água e/ou detergentes, sem alterar a estrutura do polímero. ➜ Física.
5. Secagem: remoção da umidade superficial por evaporação da água, uma mudança de estado físico do solvente (água), não do polímero. ➜ Física.
6. Pirólise: decomposição térmica em atmosfera controlada (baixo ou nenhum oxigênio), que quebra as macromoléculas em cadeias menores (gases, óleos combustíveis, resíduo carbonoso) — há ruptura de ligações covalentes e formação de novas substâncias. ➜ Química.
7. Aquecimento (fusão): o plástico moído é aquecido até fundir e depois moldado (extrusão/injeção). É apenas uma transição de fase (sólido→líquido→sólido), sem quebra das ligações da cadeia principal. ➜ Física.

Subpasso 4.2 — Selecionar apenas os métodos químicos

Das sete etapas analisadas, somente duas envolvem transformação química de fato, com ruptura de ligações covalentes e formação de novas substâncias:

• Hidrólise (quebra por reação com água)
• Pirólise (quebra por decomposição térmica)

Todas as demais — separação, moagem, lavagem, secagem e aquecimento/fusão — são etapas físicas (mecânicas ou de mudança de estado), características da chamada reciclagem mecânica.

Subpasso 4.3 — Verificação

Confrontando o resultado ("hidrólise e pirólise") com as cinco alternativas, apenas a alternativa A reúne exatamente essas duas etapas químicas, sem incluir nenhuma etapa física. Isso confirma que o raciocínio de classificação está correto e coerente com a definição de reciclagem química da literatura citada (Spinacé & De Paoli, Química Nova).

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Hidrólise e pirólise

✅ Correta: ambas as etapas rompem ligações covalentes da cadeia polimérica (hidrólise por reação com água; pirólise por decomposição térmica), gerando novas substâncias — é exatamente a definição de transformação química, o que as classifica como métodos químicos de reciclagem.

B) Secagem e pirólise

❌ Incorreta: a pirólise de fato é um método químico, mas a secagem é apenas a evaporação da água superficial do material, uma mudança de estado físico que não altera a estrutura do polímero — não é reação química.

C) Moagem e lavagem

❌ Incorreta: as duas etapas são exclusivamente físicas/mecânicas — a moagem reduz o tamanho das partículas por trituração e a lavagem remove impurezas com água, sem qualquer ruptura de ligações covalentes do polímero.

D) Separação e hidrólise

❌ Incorreta: a hidrólise é, de fato, um método químico, mas a separação (catação) é uma triagem manual ou mecânica dos resíduos por tipo/cor, sem qualquer reação envolvida — é uma etapa física de classificação.

E) Secagem e aquecimento

❌ Incorreta: ambas são transformações físicas — a secagem envolve evaporação de água e o aquecimento (fusão) provoca apenas mudança de estado físico do plástico (sólido para líquido), sem quebrar as ligações covalentes da macromolécula.

🏆 Gabarito: A — hidrólise e pirólise são as únicas etapas que envolvem ruptura de ligações covalentes do polímero com formação de novas substâncias, caracterizando reações químicas típicas da reciclagem química.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas hidrólise e pirólise alteram a composição molecular do polímero por meio de reações químicas; todas as demais etapas citadas (catação, moagem, lavagem, secagem, fusão) são processos físicos que preservam a estrutura da macromolécula.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma explorar reciclagem de polímeros associando o tema a sustentabilidade e química ambiental, sempre exigindo a diferenciação entre transformação física (mudança de forma, tamanho ou estado) e transformação química (quebra/formação de ligações covalentes, com surgimento de novas substâncias).
• Generalização: em qualquer questão sobre "processos físicos x processos químicos" numa cadeia industrial, pergunte-se: "a substância final é quimicamente diferente da inicial?" Se sim, é transformação química; se a substância continua sendo a mesma, apenas mudou de forma, tamanho, temperatura ou estado físico, é transformação física.
• Dica de eliminação rápida: etapas com nomes ligados a manuseio físico do material — separação/catação, moagem, lavagem, secagem, fusão/aquecimento — quase sempre indicam processo físico; etapas com sufixo "-ólise" (hidrólise, pirólise, metanólise, glicólise) quase sempre indicam quebra de ligação química, logo, processo químico. Essa associação de sufixo elimina rapidamente três das cinco alternativas.
• Conexões: o tema se conecta a polímeros e suas classificações (termoplásticos x termorrígidos, que definem se a reciclagem mecânica é viável) e a química verde/sustentabilidade, incluindo conceitos como reciclagem energética (incineração com recuperação de energia) e economia circular de materiais.