Questão 101 — ENEM 2020 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Funções Inorgânicas e Regras de Solubilidade (Química Ambiental)
• ⚡ Nível: Difícil — exige cruzar regras de solubilidade de sulfetos, hidróxidos, sulfatos e acetatos com o reconhecimento de compostos organometálicos que não seguem essas regras.
• 🎯 Tema/Habilidade: Retenção de metais pesados no solo por formação de precipitados insolúveis (Competência de área 6 — Química Ambiental e Tecnologias)
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Entre os cinco pares de compostos, identifique aquele em que os DOIS compostos são efetivamente precipitados insolúveis, formados por metal pesado ligado a hidroxila ou sulfeto."
• Palavras-chave decisivas: precipitado insolúvel, hidroxila, sulfeto ou metil, metais pesados
• Armadilha típica: confundir sulfato (SO₄²⁻) com sulfeto (S²⁻) por semelhança de nome, ou achar que qualquer composto com grupo "metil" citado no texto vira automaticamente a resposta certa, mesmo quando o composto é organometálico covalente e não um precipitado iônico.
• O que a resposta precisa demonstrar: domínio das regras práticas de solubilidade (quais sais são insolúveis em água) e capacidade de diferenciar sal iônico insolúvel de composto organometálico volátil/lipossolúvel.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Sulfetos de metais pesados (S²⁻): via de regra são insolúveis em água — CdS, PbS, HgS, NiS e ZnS têm produtos de solubilidade (Kps) extremamente baixos; exceção são os sulfetos de metais alcalinos (Na₂S, K₂S), que são solúveis.
• Hidróxidos de metais de transição/pesados (OH⁻): também costumam ser insolúveis — Zn(OH)₂, Pb(OH)₂ e Ni(OH)₂ precipitam facilmente em meio aquoso, ao contrário dos hidróxidos de metais alcalinos (NaOH, KOH), que são altamente solúveis.
• Sulfatos (SO₄²⁻) e acetatos (CH₃CO₂⁻): a grande maioria é solúvel em água. As exceções de sulfato insolúvel são poucas e específicas (PbSO₄, BaSO₄, e CaSO₄ pouco solúvel) — CdSO₄ não está entre elas. Acetatos, por sua vez, são classicamente solúveis; o acetato de chumbo II é tão solúvel que já foi usado (de forma tóxica) como adoçante na Antiguidade, conhecido como "açúcar de chumbo".
• Compostos organometálicos (ligação metal–carbono): como Hg(CH₃)₂ (dimetilmercúrio) e Cr(C₂H₅)₂, possuem ligação covalente entre o metal e o radical orgânico. Não se comportam como sais iônicos e, portanto, não seguem as regras de solubilidade de precipitados — muitos são voláteis e lipossolúveis, se acumulando em tecidos por via diferente da precipitação no solo.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "reação com grupamento hidroxila, sulfeto ou metil, formando precipitado insolúvel" → o texto define o critério central: o par correto deve conter compostos que sejam, de fato, precipitados de baixíssima solubilidade, resultantes da ligação de um metal pesado com OH⁻ ou S²⁻ (o "metil" funciona como pista de que a banca vai testar se o candidato aplica esse critério com rigor, já que compostos com metil ligado covalentemente ao metal raramente geram precipitado real).
• Evidência 2: "metais pesados" → sinaliza que qualquer alternativa contendo metal alcalino (Na) ou alcalino-terroso leve (Ca) associado ao ânion deve ser descartada, pois esses elementos não se enquadram no perfil de metal pesado descrito.
• Síntese: A resposta certa precisa ser o único par em que ambos os compostos sejam sais insolúveis de metal pesado formados por hidroxila ou sulfeto — descartando pares com sulfato, acetato, metal alcalino/alcalino-terroso ou organometálico verdadeiro.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Classificar cada composto das cinco alternativas quanto à solubilidade

• CdS (sulfeto de cádmio): insolúvel, Kps da ordem de 10⁻²⁷ — é inclusive o pigmento "amarelo-cádmio", famoso por sua estabilidade e baixíssima solubilidade.
• Zn(OH)₂ (hidróxido de zinco): insolúvel, típico hidróxido de metal de transição.
• Pb(OH)₂ (hidróxido de chumbo II): insolúvel, coerente com o texto.
• Na₂S (sulfeto de sódio): solúvel — sódio é metal alcalino leve, e sulfetos de metais alcalinos não precipitam.
• Ni(OH)₂ (hidróxido de níquel II): insolúvel, coerente com o texto.
• Cr(C₂H₅)₂ (dietilcromo): composto organometálico com grupo etil, não metil; ligação covalente metal–carbono, sem caráter de precipitado iônico.
• CdSO₄ (sulfato de cádmio): solúvel — sulfato não é sulfeto; a troca de "sulfeto" por "sulfato" é a pegadinha clássica dessa alternativa.
• Pb(CH₃CO₂)₂ (acetato de chumbo II): solúvel — historicamente usado justamente por sua alta solubilidade.
• Hg(CH₃)₂ (dimetilmercúrio): composto organometálico covalente, líquido volátil e lipossolúvel — não é um sal precipitável.
• Ca(CH₃CO₂) (acetato de cálcio, fórmula incompleta): mesmo corrigida para Ca(CH₃CO₂)₂, é solúvel, e cálcio não é considerado metal pesado.

Subpasso 4.2 — Confrontar cada par com o critério do enunciado

Só um par reúne dois compostos simultaneamente insolúveis e formados por metal pesado + hidroxila/sulfeto: CdS e Zn(OH)₂. Todos os demais pares falham em pelo menos um dos dois compostos, seja por solubilidade (Na₂S, CdSO₄, Pb(CH₃CO₂)₂, Ca(CH₃CO₂)₂), seja por se tratar de organometálico covalente sem caráter de precipitado (Cr(C₂H₅)₂, Hg(CH₃)₂).

Subpasso 4.3 — Verificação

Cd²⁺ + S²⁻ → CdS↓ (Kps ≈ 8×10⁻²⁷) e Zn²⁺ + 2OH⁻ → Zn(OH)₂↓ (Kps ≈ 3×10⁻¹⁷): ambos os valores de Kps são extremamente baixos, confirmando que esses sais permanecem retidos no solo como precipitados praticamente insolúveis, exatamente o mecanismo de imobilização de metais pesados descrito no enunciado. Nenhuma outra combinação atende a esse requisito de forma integral.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) CdS e Zn(OH)₂

✅ Correta: cádmio reage com sulfeto formando CdS, sal de solubilidade praticamente nula; zinco reage com hidroxila formando Zn(OH)₂, também insolúvel. O par ilustra exatamente os dois mecanismos de retenção citados no texto (ligação com sulfeto e com hidroxila), ambos envolvendo metais pesados legítimos.

B) Pb(OH)₂ e Na₂S

❌ Incorreta: Pb(OH)₂ é de fato insolúvel e coerente com o texto, mas Na₂S é solúvel em água, pois o sódio é metal alcalino leve — sulfetos de metais alcalinos não geram precipitado. O par falha porque um dos dois compostos não se enquadra no mecanismo de retenção descrito.

C) Ni(OH)₂ e Cr(C₂H₅)₂

❌ Incorreta: Ni(OH)₂ é insolúvel e coerente, mas Cr(C₂H₅)₂ apresenta grupamento etil, não metil, e é um composto organometálico de ligação covalente metal–carbono — não se comporta como sal insolúvel formado por reação com hidroxila, sulfeto ou metil da forma descrita no texto.

D) CdSO₄ e Pb(CH₃CO₂)₂

❌ Incorreta: é a pegadinha de nomenclatura — sulfato (SO₄²⁻) não é sulfeto (S²⁻), e CdSO₄ é solúvel em água. Pb(CH₃CO₂)₂ (acetato de chumbo) também é solúvel, sendo historicamente conhecido como "açúcar de chumbo" justamente por essa alta solubilidade. Nenhum dos dois compostos é um precipitado insolúvel.

E) Hg(CH₃)₂ e Ca(CH₃CO₂)

❌ Incorreta: Hg(CH₃)₂ (dimetilmercúrio) é um composto organometálico covalente, líquido volátil e lipossolúvel, que se acumula em organismos por bioacumulação — não por precipitação no solo; além disso, Ca(CH₃CO₂) tem fórmula incompleta e, mesmo corrigida, seria solúvel, e cálcio não é classificado como metal pesado.

🏆 Gabarito: A — CdS e Zn(OH)₂ são os únicos compostos, entre as opções, que resultam da reação de metais pesados com sulfeto e hidroxila (dois dos três processos citados no texto), formando precipitados de solubilidade extremamente baixa e permanecendo retidos no solo.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a alternativa A apresenta um par 100% compatível com o mecanismo descrito — dois sais insolúveis, formados por metal pesado ligado a sulfeto e a hidroxila.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma explorar química ambiental cruzando funções inorgânicas (sais, óxidos, hidróxidos) com contextos de poluição do solo e da água por metais pesados, cobrando a aplicação prática das regras de solubilidade em vez de decoreba.
• Generalização: de forma geral, sulfetos e hidróxidos de metais de transição/pesados tendem a ser insolúveis, enquanto sulfatos e acetatos tendem a ser solúveis (com poucas exceções conhecidas, como PbSO₄ e BaSO₄); compostos organometálicos (ligação C–metal) não seguem regras de solubilidade iônica.
• Dica de eliminação rápida: primeiro elimine pares com metal alcalino/alcalino-terroso leve fazendo par de precipitação (Na₂S em B, Ca em E); em seguida, elimine a troca clássica sulfato/sulfeto (D); por fim, elimine compostos organometálicos com radical etil/metil ligado covalentemente ao metal, pois não são precipitados iônicos (C e E).
• Conexões: produto de solubilidade (Kps) e regras práticas de solubilidade de sais; contaminação por metilmercúrio na cadeia alimentar, tema recorrente de química ambiental no ENEM.