Questão 120 — ENEM 2020 Digital

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Reações de Oxirredução (NOX e transferência de elétrons) e Química Orgânica (grupos funcionais enodiol e dicetona)
• ⚡ Nível: Médio — exige enxergar a variação de número de oxidação em duas espécies ao mesmo tempo (o íon Fe³⁺ e os carbonos do ácido ascórbico), cruzando a fórmula estrutural com o conceito de redox.
• 🎯 Tema/Habilidade: Classificação de uma reação química a partir de um esquema estrutural — competência de área 5, habilidade de compreender interações e transformações químicas em contextos biológicos e cotidianos.
• 🏆 Gabarito: C — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Que tipo de reação química é essa em que a vitamina C converte Fe³⁺ em Fe²⁺, facilitando a absorção do ferro?"
• Palavras-chave decisivas: Fe³⁺, agentes auxiliares de absorção, esquema reacional
• Armadilha típica: olhar para o ferro aparecendo nos dois lados da seta e concluir, por atalho, que se trata de "substituição" — sem perceber que o que muda não é o átomo, e sim a sua carga (NOX), o que é a assinatura de um processo redox.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de identificar transferência de elétrons entre duas espécies químicas (o ácido ascórbico e o íon Fe³⁺), e não apenas trocar rótulos genéricos de "tipo de reação".

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Número de oxidação (NOX): carga real ou formal que um átomo assume ao perder, ganhar ou compartilhar elétrons de modo desigual; toda reação de oxirredução apresenta variação de NOX em pelo menos duas espécies simultaneamente.
• Oxidação x Redução: oxidação é a perda de elétrons (eleva o NOX); redução é o ganho de elétrons (diminui o NOX). As duas sempre ocorrem juntas, pois elétrons não "desaparecem".
• Agente redutor (antioxidante): espécie que se oxida (doa elétrons) e, com isso, provoca a redução de outra — é o papel da vitamina C ao reduzir Fe³⁺ a Fe²⁺, forma de ferro mais biodisponível para o organismo.
• Enodiol → dicetona: o ácido ascórbico tem um grupamento -C(OH)=C(OH)- (dois carbonos unidos por ligação dupla, cada um ligado a uma hidroxila). Ao ser oxidado, esse grupo perde 2 H (saindo como 2 H⁺, levando os elétrons de ligação) e vira -C(=O)-C(=O)- (duas carbonilas), originando o ácido dehidroascórbico.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "normalmente, na alimentação é ingerido na forma de Fe³⁺" → estabelece o estado de oxidação inicial do ferro, que precisa ser reduzido para ser absorvido com eficiência pelo intestino.
• Evidência 2 (esquema reacional): "ácido ascórbico + 2 Fe³⁺ → ácido dehidroascórbico + 2 Fe²⁺ + 2 H⁺" → mostra 2 mol de Fe³⁺ virando 2 mol de Fe²⁺ (carga diminui em 1 unidade por íon) e o grupo -C(OH)=C(OH)- da vitamina C virando -C(=O)-C(=O)-, com liberação de 2 H⁺.
• Síntese: a simples permanência dos mesmos elementos químicos dos dois lados da equação não define o tipo de reação; o que define é a mudança de NOX do ferro (de +3 para +2) ocorrendo ao mesmo tempo que a mudança de NOX dos carbonos do enodiol (que perdem ligação com H e ganham ligação dupla com O) — a marca registrada de uma reação de oxirredução.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Analisando o ferro

Fe³⁺ + e⁻ → Fe²⁺: o NOX do ferro cai de +3 para +2, ou seja, cada íon Fe³⁺ ganha 1 elétron. Como o esquema mostra 2 Fe³⁺ reagindo, o total de elétrons ganhos pelo ferro é 2 e⁻. Isso caracteriza uma redução.

Subpasso 4.2 — Analisando o ácido ascórbico

No grupo enodiol, cada carbono da dupla ligação está ligado a um H, a um OH e ao carbono vizinho por ligação dupla. Na transformação para ácido dehidroascórbico, cada um desses carbonos passa a fazer ligação dupla com um oxigênio (C=O), liberando 2 H⁺. Isso representa aumento do NOX dos carbonos envolvidos (eles perdem densidade eletrônica ao substituir a ligação C=C e C–H por C=O), o que caracteriza uma oxidação. Os 2 elétrons perdidos pelo ácido ascórbico são exatamente os 2 elétrons ganhos pelos 2 Fe³⁺.

Subpasso 4.3 — Verificação

Uma reação é classificada como oxirredução quando há, simultaneamente: (i) uma espécie perdendo elétrons (oxidação) e (ii) outra ganhando elétrons (redução), com balanço de carga fechado. Aqui: 2 Fe³⁺ ganham 2 e⁻ (reduzem-se a 2 Fe²⁺) enquanto o ácido ascórbico perde 2 e⁻ (oxida-se a ácido dehidroascórbico), com liberação de 2 H⁺ para fechar o balanço de massa e carga. Todos os critérios de uma reação redox estão satisfeitos → a resposta é a alternativa C.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) eliminação.

❌ Incorreta: eliminação orgânica remove um grupo/átomos de uma molécula gerando uma nova insaturação (ex.: desidratação de álcool formando alceno). Aqui ocorre o oposto na porção orgânica: a ligação dupla C=C do enodiol desaparece, dando lugar a duas carbonilas C=O — não surge insaturação nova, o que descaracteriza a eliminação.

B) substituição.

❌ Incorreta: numa substituição, um átomo ou grupo é trocado por outro, mantendo inalterado o NOX das espécies principais (como na halogenação de alcanos). Aqui o ferro não é substituído por nenhum outro átomo — continua sendo ferro do início ao fim; o que muda é apenas sua carga elétrica, o que foge ao conceito de substituição.

C) oxirredução.

✅ Correta: como demonstrado no Passo 4, há transferência efetiva de elétrons entre duas espécies — o Fe³⁺ se reduz a Fe²⁺ (ganha elétrons) enquanto o ácido ascórbico se oxida a ácido dehidroascórbico (perde elétrons), com liberação de 2 H⁺. É essa capacidade de doar elétrons e converter Fe³⁺ em Fe²⁺ que torna a vitamina C um agente redutor (antioxidante) eficiente para facilitar a absorção intestinal do ferro.

D) neutralização.

❌ Incorreta: neutralização é a reação entre ácido e base formando sal e água, com transferência de prótons (H⁺), sem variação de NOX. Embora 2 H⁺ apareçam como produto, eles não resultam de um ácido reagindo com uma base — são subproduto da oxidação do enodiol, e não há formação de sal.

E) hidrogenação.

❌ Incorreta: hidrogenação é a adição de H₂ a uma ligação dupla ou tripla, reduzindo o grau de insaturação de uma molécula (ex.: produção de gorduras trans). Aqui ocorre o movimento inverso: o ácido ascórbico perde hidrogênios (libera 2 H⁺) e a dupla C=C dá lugar a duas ligações C=O — não há adição de hidrogênio em lugar nenhum.

🏆 Gabarito: C — a reação apresentada é uma oxirredução porque o Fe³⁺ é reduzido a Fe²⁺ (ganha elétrons) enquanto o ácido ascórbico é oxidado a ácido dehidroascórbico (perde elétrons), evidenciando transferência de elétrons entre as duas espécies químicas.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a alternativa C descreve corretamente o fenômeno central da equação — variação simultânea e oposta do número de oxidação de duas espécies (Fe³⁺/Fe²⁺ e o par de carbonos do enodiol/dicetona) acompanhada de transferência de elétrons.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma trazer oxirredução em contextos biológicos e cotidianos — enferrujamento de metais, pilhas e baterias, respiração celular, ação de antioxidantes (vitamina C, vitamina E), alvejantes à base de água oxigenada. Raramente pede cálculo formal de NOX; em geral basta reconhecer a mudança de carga ou de grupo funcional (álcool/enol ↔ carbonila) numa equação.
• Generalização: sempre que uma equação mostrar um íon metálico mudando de carga (expoentes como 3+ → 2+) ou um grupo orgânico alternando entre forma "reduzida" (ligações C–H, C–OH) e forma "oxidada" (ligações C=O), acompanhado da liberação ou consumo de H⁺/elétrons, a reação é de oxirredução.
• Dica de eliminação rápida: procure primeiro um símbolo de carga que varia de um lado a outro da seta (aqui, Fe³⁺ → Fe²⁺). Se essa mudança existir, a resposta quase certamente é oxirredução, o que já permite descartar de cara eliminação, substituição, neutralização e hidrogenação sem precisar analisar cada uma em detalhe.
• Conexões: eletroquímica (pilhas e baterias), corrosão de metais, papel de antioxidantes no metabolismo celular e na conservação de alimentos.