Questão 125 — ENEM 2020 Digital

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Reações de oxirredução e equilíbrio químico aplicados a indicadores orgânicos
• ⚡ Nível: Difícil — exige interpretar três reações simultâneas (síntese do reagente, equilíbrio redox do indicador e decomposição catalisada da água oxigenada) e identificar qual delas é a causa direta do fenômeno observado
• 🎯 Tema/Habilidade: Reações redox aplicadas a um contexto forense (teste de Kastle-Meyer) — competência de interpretar equações químicas e relacionar transformação da matéria a um fenômeno macroscópico observável
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual espécie química é responsável pela mudança de cor de incolor para vermelho no teste de Kastle-Meyer?"
• Palavras-chave decisivas: passa de incolor para vermelha, presença de água oxigenada, Reação 3
• Armadilha típica: confundir o catalisador da reação (hemoglobina) ou os produtos "secundários" (água, H₂ da Reação 1) com o verdadeiro agente que desloca o equilíbrio do indicador para a forma colorida
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de rastrear, entre as três reações fornecidas, qual substância atua efetivamente como oxidante sobre o indicador no momento do teste

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Indicador redox (fenolftaleína/leuco-fenolftaleína): existe em duas formas interconvertíveis — a forma oxidada (estrutura quinoide, vermelha) e a forma reduzida (estrutura lactônica, incolor). A passagem entre elas depende de um agente redutor [H] ou oxidante [O], como mostrado na Reação 2.
• Catálise enzimática (atividade pseudoperoxidásica da hemoglobina): o grupo heme da hemoglobina acelera a decomposição do peróxido de hidrogênio, funcionando como catalisador — participa da reação, mas é regenerado ao final, não sendo consumido nem alterando estrutura permanentemente.
• Decomposição do peróxido de hidrogênio: 2H₂O₂ → 2H₂O + O₂. É uma reação de desproporcionamento (o oxigênio do H₂O₂, com número de oxidação −1, gera O₂ com Nox 0 e H₂O com Nox −2), liberando gás oxigênio como produto.
• Deslocamento de equilíbrio por agente oxidante: na Reação 2, a seta rotulada [O] indica que, na presença de um oxidante, a forma incolor (reduzida) é convertida de volta à forma vermelha (oxidada).

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "solução aquosa incolor, preparada com zinco metálico, hidróxido de sódio (Reação 1) e indicador (Reação 2)" → o zinco metálico reage com NaOH gerando H₂ nascente, que atua como agente redutor [H], convertendo o indicador da forma vermelha (oxidada) para a forma incolor (reduzida) — essa é a etapa de preparo do reagente, feita em laboratório antes de ir a campo.
• Evidência 2: "quando em contato com a hemoglobina contida no sangue e na presença de água oxigenada (Reação 3), passa de incolor para vermelha" → o evento que dispara a mudança de cor só ocorre quando o reagente (já incolor) encontra hemoglobina e H₂O₂ juntos, exatamente as condições da Reação 3.
• Síntese: a Reação 1 apenas prepara o reagente (deixando-o incolor); quem causa a virada de cor no momento do teste é o produto gerado pela Reação 3, já que é ela que ocorre quando a amostra suspeita entra em contato com o reagente.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Entender a função de cada reação na sequência

A Reação 1 (Zn + 2NaOH + 2H₂O → Na₂[Zn(OH)₄] + H₂) ocorre durante a fabricação do reagente: o zinco metálico, em meio básico, se oxida e libera gás hidrogênio (H₂) nascente. Esse H₂ é o agente redutor [H] que aparece na Reação 2, responsável por transformar o indicador da forma oxidada vermelha na forma reduzida incolor — é assim que o reagente de Kastle-Meyer é armazenado: pronto, estável e sem cor.

Subpasso 4.2 — O que acontece no momento do teste em campo

Ao pingar o reagente (incolor) sobre uma mancha suspeita e, em seguida, água oxigenada (H₂O₂), duas coisas só acontecem se houver sangue: a hemoglobina presente nas hemácias catalisa a decomposição do H₂O₂, conforme a Reação 3: 2H₂O₂(aq) --Hemoglobina--> 2H₂O(l) + O₂(g). Repare que a hemoglobina está escrita sobre a seta, isto é, como catalisador — ela participa da reação, mas não é consumida nem se transforma em produto novo; sua função é acelerar a quebra do peróxido.

Subpasso 4.3 — Verificação: qual espécie fecha o ciclo redox?

O produto da Reação 3 que tem poder oxidante é o gás oxigênio (O₂), formado junto com água. É justamente esse O₂ que atua como o agente [O] indicado na seta inferior da Reação 2, revertendo o indicador da forma reduzida incolor de volta para a forma oxidada vermelha. Esse é o instante em que a cor vermelha aparece, sinalizando teste positivo para sangue. Conferindo com as alternativas, a única que descreve exatamente essa espécie — "gás oxigênio produzido pela decomposição da água oxigenada" — é a alternativa D.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) sal de Na₂[Zn(OH)₄] na presença de hemoglobina.

❌ Incorreta: esse zincato de sódio é apenas um subproduto sólido da Reação 1, formado durante o preparo do reagente. Ele não participa de nenhuma etapa da Reação 2 ou 3 e não tem capacidade oxidante sobre o indicador — sua presença é irrelevante para a mudança de cor observada no teste com a amostra.

B) água produzida pela decomposição da água oxigenada.

❌ Incorreta: a água (H₂O) é de fato um produto da Reação 3, mas é uma espécie quimicamente inerte nesse contexto — não tem propriedades oxidantes nem redutoras capazes de deslocar o equilíbrio do indicador. Confundir "produto da reação" com "agente causador da cor" é a armadilha central desta alternativa.

C) hemoglobina presente na reação com a água oxigenada.

❌ Incorreta: a hemoglobina é o catalisador da Reação 3 — ela acelera a decomposição do H₂O₂, mas não é ela quem oxida diretamente o indicador. Ao final do processo catalítico, a hemoglobina é regenerada, e quem efetivamente sobra como agente oxidante disponível para reagir com o indicador é o O₂ gerado, não a própria hemoglobina.

D) gás oxigênio produzido pela decomposição da água oxigenada.

✅ Correta: o O₂(g) liberado na Reação 3 é o agente oxidante [O] que converte a forma reduzida (incolor) do indicador de volta à forma oxidada (vermelha), na Reação 2. É essa transformação redox que produz, de fato, a coloração vermelha que indica a presença de sangue.

E) gás hidrogênio produzido na reação do zinco com hidróxido de sódio.

❌ Incorreta: o H₂(g) é gerado na Reação 1, durante a fabricação prévia do reagente, e sua função é reduzir o indicador à forma incolor antes do teste — ele já foi consumido/liberado nessa etapa anterior e não está presente no momento em que o reagente entra em contato com a amostra suspeita de sangue.

🏆 Gabarito: D — o gás oxigênio, produzido pela decomposição catalisada (pela hemoglobina) da água oxigenada na Reação 3, é o agente oxidante que converte o indicador de sua forma incolor para a forma vermelha, sendo portanto o responsável direto pela mudança de cor que evidencia a presença de sangue.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: entre todas as espécies citadas nas alternativas, apenas o O₂ produzido na Reação 3 corresponde exatamente ao agente oxidante [O] exigido pela Reação 2 para reverter o indicador à forma colorida — por isso apenas a letra D fecha logicamente a cadeia de três reações.
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de contextos forenses e biológicos para cobrar redox e catálise enzimática, exigindo que o estudante rastreie reagentes e produtos ao longo de várias equações encadeadas, e não apenas decore uma reação isolada.
• Generalização: em questões com múltiplas reações sequenciais, identifique sempre "quem é catalisador" (escrito sobre a seta, não consumido), "quem é subproduto irrelevante" e "quem é o agente que efetivamente causa o efeito perguntado" — nem todo produto de reação é o responsável pelo fenômeno observado.
• Dica de eliminação rápida: elimine de cara alternativas que citam espécies formadas em etapas anteriores ao evento observado (como o H₂ da Reação 1, que só existe durante a fabricação do reagente) e espécies inertes como a água — restam apenas candidatos com potencial redox real.
• Conexões: compare com questões sobre catalisadores enzimáticos (ação da catalase sobre H₂O₂) e com reações de desproporcionamento, tema recorrente em provas de Química que envolvem peróxidos.