Questão 118 — ENEM 2020 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Hidrólise salina e controle de pH do solo
• ⚡ Nível: Médio — exige relacionar a natureza ácido-base dos íons de um sal ao comportamento em água (hidrólise), não apenas decorar fórmulas.
• 🎯 Tema/Habilidade: Equilíbrio ácido-base em soluções aquosas (hidrólise de sais) aplicado a um problema real de agronomia (correção de pH do solo).
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual íon, entre os presentes nos três produtos testados, consegue elevar o pH do solo ácido (4,6) até a faixa ideal (5,8–6,0)?"
• Palavras-chave decisivas: pH ácido (4,6) precisa subir, hidrólise, produz OH⁻ / aumenta a alcalinidade
• Armadilha típica: confundir o efeito do cátion e do ânion dentro do mesmo sal, ou associar "sulfato" (ânion de ácido forte) a um comportamento básico só porque ele "soa neutro".
• O que a resposta precisa demonstrar: identificar corretamente qual íon, ao sofrer hidrólise, libera OH⁻ na solução — e não H⁺ — pois só isso eleva o pH de um solo ácido.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• pH e escala ácido-base: o pH mede a concentração de H⁺ em solução; quanto menor o pH, mais ácido o meio. Para elevar o pH de 4,6 para ~5,8–6,0 é preciso remover H⁺ ou adicionar OH⁻ ao sistema.
• Hidrólise salina: ocorre quando o cátion ou o ânion de um sal reage com a água, deslocando o equilíbrio de autoionização (H₂O ⇌ H⁺ + OH⁻). Íons derivados de base fraca (como NH₄⁺) hidrolisam gerando H⁺ (meio ácido); íons derivados de ácido fraco (como CO₃²⁻) hidrolisam gerando OH⁻ (meio básico).
• Força relativa de ácidos e bases conjugados: sulfato (SO₄²⁻) vem do ácido sulfúrico (forte) — praticamente não hidrolisa; sódio (Na⁺) vem de base forte (NaOH) — também não hidrolisa; cálcio (Ca²⁺) vem de base forte (Ca(OH)₂) — não hidrolisa; amônio (NH₄⁺) vem de base fraca (NH₃) — hidrolisa e libera H⁺; carbonato (CO₃²⁻) vem de ácido fraco (H₂CO₃) — hidrolisa e libera OH⁻.
• Aplicação agronômica: para corrigir solo ácido usa-se calcário (carbonato de cálcio, CaCO₃) exatamente porque o carbonato, ao hidrolisar, consome H⁺ do meio e libera OH⁻, elevando o pH.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "o valor do pH do solo é 4,6" e a faixa ideal é "entre 5,8 e 6,0" → o solo está ácido demais; a solução precisa aumentar o pH, ou seja, precisa de um agente que consuma H⁺ ou libere OH⁻.
• Evidência 2: "o segundo produto possui íons carbonato e cálcio" → este produto é análogo ao calcário agrícola (CaCO₃), o corretivo clássico de acidez do solo; o cálcio é espectador (base forte), mas o carbonato é a espécie ativa na correção.
• Evidência 3: "o primeiro produto possui íons sulfato e amônio" e "o terceiro possui íons sulfato e sódio" → sulfato de amônio é conhecido por acidificar o solo (fertilizante nitrogenado que libera H⁺); sulfato de sódio é praticamente neutro (sal de ácido forte com base forte), não corrige nada.
• Síntese: entre os seis íons apresentados, apenas o carbonato tem a propriedade química de sofrer hidrólise básica e efetivamente elevar o pH do solo ácido — os demais ou intensificam a acidez, ou são neutros/espectadores.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Traduzir o problema em linguagem de equilíbrio ácido-base

O solo está com pH 4,6 (ácido) e precisa alcançar 5,8–6,0. Isso significa que a concentração de H⁺ no solo precisa diminuir. Quimicamente, isso é obtido introduzindo uma espécie que, em contato com a água do solo, produza OH⁻ (que neutraliza o H⁺ excedente) ou que sequestre H⁺ diretamente. O agente escolhido deve, portanto, comportar-se como uma base ao entrar em contato com a água — e essa base pode ser um íon, não necessariamente uma molécula neutra como NaOH.

Subpasso 4.2 — Analisar a hidrólise de cada íon disponível

Vamos escrever a reação de hidrólise de cada íon citado nos três produtos:

1. Sulfato (SO₄²⁻): ânion do ácido sulfúrico (H₂SO₄), um ácido forte. Sua base conjugada é extremamente fraca, então o sulfato praticamente não hidrolisa — não altera o pH de forma relevante.
2. Amônio (NH₄⁺): cátion da base fraca amônia (NH₃). Sofre hidrólise:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺

Essa reação libera H⁺ (H₃O⁺), tornando o meio mais ácido — o oposto do que se precisa.

1. Carbonato (CO₃²⁻): ânion do ácido carbônico (H₂CO₃), um ácido fraco. Sofre hidrólise:

CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻

Essa reação libera OH⁻, consumindo água e deixando o meio mais básico — exatamente o efeito desejado para elevar o pH.

1. Cálcio (Ca²⁺): cátion da base forte Ca(OH)₂. Não sofre hidrólise apreciável — atua apenas como íon espectador, acompanhando o carbonato no mesmo produto (como no calcário, CaCO₃).
2. Sódio (Na⁺): cátion da base forte NaOH. Também não hidrolisa — íon espectador, sem efeito no pH.

Subpasso 4.3 — Verificação com o contexto agronômico

O produto 2 (carbonato + cálcio) é quimicamente equivalente ao calcário agrícola, insumo real e amplamente usado para corrigir acidez de solos no Brasil. Isso confirma, por analogia com a prática agronômica, que o carbonato é o íon responsável pelo efeito corretivo — validando o resultado obtido pela análise das reações de hidrólise.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) cálcio, porque sua hidrólise produz H⁺, que aumenta a acidez.

❌ Incorreta: dupla falha conceitual. O cálcio é cátion de base forte (Ca(OH)₂) e por isso não sofre hidrólise significativa; além disso, mesmo que hidrolisasse, o enunciado erra o efeito desejado — aumentar a acidez pioraria o problema, já que o solo já está ácido demais.

B) amônio, porque sua hidrólise produz H⁺, que aumenta a acidez.

❌ Incorreta: a descrição química está certa (NH₄⁺ realmente hidrolisa liberando H⁺, tornando o meio mais ácido), mas esse é o efeito contrário ao necessário. O solo já é ácido (pH 4,6); qualquer produto que aumente a acidez afasta o solo da faixa ideal, em vez de aproximá-lo.

C) sódio, porque sua hidrólise produz OH⁻, que aumenta a alcalinidade.

❌ Incorreta: erro conceitual na origem do íon. O sódio é cátion de base forte (NaOH), então não hidrolisa — não produz OH⁻ nem H⁺ de forma relevante. O sulfato de sódio é um sal de ácido forte com base forte, portanto praticamente neutro, sem poder de correção de pH.

D) sulfato, porque sua hidrólise produz OH⁻, que aumenta a alcalinidade.

❌ Incorreta: o sulfato é ânion do ácido forte H₂SO₄, cuja base conjugada é fraquíssima. Por isso, o sulfato não sofre hidrólise apreciável e não gera OH⁻ — está presente em dois dos três produtos justamente como íon espectador (sulfato de amônio e sulfato de sódio).

E) carbonato, porque sua hidrólise produz OH⁻, que aumenta a alcalinidade.

✅ Correta: o carbonato (CO₃²⁻) é ânion do ácido fraco H₂CO₃. Sua hidrólise (CO₃²⁻ + H₂O ⇌ HCO₃⁻ + OH⁻) libera OH⁻, elevando o pH do meio. É exatamente o mecanismo usado na calagem agrícola (aplicação de calcário, CaCO₃) para corrigir solos ácidos, compatível com o produto 2 do enunciado (carbonato e cálcio).

🏆 Gabarito: E — o carbonato é o único íon, entre os seis apresentados, cuja hidrólise produz OH⁻ e efetivamente eleva o pH do solo ácido de 4,6 para a faixa ideal de correção.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: dos seis íons analisados, apenas o carbonato deriva de ácido fraco e sofre hidrólise básica; todos os demais são espectadores (sulfato, cálcio, sódio) ou hidrolisam produzindo acidez (amônio) — só a letra E descreve corretamente íon e mecanismo.
• Padrão de cobrança: o ENEM gosta de contextualizar hidrólise salina com situações reais — correção de solo, fertilizantes, produtos de limpeza — cobrando a identificação da força do ácido/base de origem do íon, não fórmulas decoradas.
• Generalização: para prever se um íon hidrolisa e em que sentido, pergunte "de qual ácido ou base ele vem?". Íon de ácido fraco → hidrolisa e gera OH⁻ (básico). Íon de base fraca → hidrolisa e gera H⁺ (ácido). Íons de ácidos e bases fortes não hidrolisam (são espectadores).
• Dica de eliminação rápida: primeiro localize a espécie e o pH atual (aqui, ácido, precisa subir); descarte de imediato qualquer alternativa que diga "produz H⁺" ou "aumenta a acidez" (elimina A e B); em seguida, entre os candidatos restantes, escolha o íon vindo de ácido/base fraco — sulfato e sódio vêm de espécies fortes e caem fora, sobrando o carbonato.
• Conexões: o mesmo raciocínio aparece em questões sobre fertilizantes nitrogenados que acidificam o solo (sulfato de amônio), sobre calagem agrícola e sobre soluções-tampão em água do mar e sangue, todos baseados no par ácido/base conjugado forte × fraco.