Questão 106 — ENEM 2022 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Funções Inorgânicas (óxidos e sais) e Equilíbrio Ácido-Base (hidrólise salina)
• ⚡ Nível: Médio — exige combinar duas classificações (óxido ácido × básico; sal neutro × ácido × básico) e aplicá-las a um contexto agrícola real.
• 🎯 Tema/Habilidade: Prever o comportamento ácido-básico de óxidos e sais em contato com a água e aplicar esse conhecimento à correção de solos ácidos (Química ambiental/agrícola)
• 🏆 Gabarito: B — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Entre cinco substâncias, qual delas libera OH⁻ ao reagir com a água do solo e, com isso, neutraliza o excesso de H₃O⁺ e eleva o pH?"
• Palavras-chave decisivas: liberam íons OH⁻, neutralizam os íons H₃O⁺, elevam o pH
• Armadilha típica: achar que qualquer substância "com metal" já é básica, ou esquecer que sais cujo cátion vem de uma base fraca (NH₄⁺, Al³⁺) hidrolisam a água e liberam H₃O⁺, piorando a acidez em vez de corrigi-la.
• O que a resposta precisa demonstrar: identificação segura da única espécie cuja reação com água é fonte líquida de OH⁻ — ou seja, um óxido básico — descartando o óxido ácido, o sal neutro e os sais ácidos.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Óxidos básicos: metal (famílias 1 e 2, Nox baixo) ligado a oxigênio; reagem com água formando hidróxido e liberando OH⁻. Exemplos: Na₂O, CaO, MgO.
• Óxidos ácidos (anidridos): ametal (ou metal em Nox alto) ligado a oxigênio; reagem com água formando oxiácido e liberando H⁺/H₃O⁺. Exemplos: CO₂, SO₃, P₂O₅.
• Hidrólise de sais: ácido forte + base forte → neutro (não hidrolisa); ácido forte + base fraca → cátion hidrolisa e libera H₃O⁺ (sal ácido); ácido fraco + base forte → ânion hidrolisa e libera OH⁻ (sal básico).
• Calagem (contexto agrícola): técnica de corrigir solos ácidos com compostos básicos — calcário, cal, óxidos de metais alcalino-terrosos — que elevam o pH e favorecem a absorção de nutrientes pelas raízes.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "substâncias que, ao entrarem em contato com a água, liberam íons OH⁻" → o critério é estritamente essa liberação de OH⁻ — não basta a substância "parecer" básica por conter metal.
• Evidência 2: "neutralizam os íons H₃O⁺ presentes no solo e elevam o seu pH" → confirma o mecanismo ácido-base: OH⁻ + H₃O⁺ → 2 H₂O, consumindo o excesso de H₃O⁺ que caracteriza a acidez.
• Síntese: é preciso varrer as cinco espécies químicas, classificar cada uma (óxido básico, óxido ácido, sal neutro ou sal ácido) e reter apenas aquela que gera um excedente de OH⁻ em água.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Classificar cada espécie por função química

I – KCl: sal binário; o cátion K⁺ vem da base forte KOH e o ânion Cl⁻ vem do ácido forte HCl.

II – MgO: óxido de metal alcalino-terroso (Mg, Nox +2) → óxido básico.

III – NH₄Br: sal; o cátion NH₄⁺ é o ácido conjugado da base fraca NH₃ e o ânion Br⁻ vem do ácido forte HBr.

IV – AlCl₃: sal; o cátion Al³⁺ vem da base fraca/insolúvel Al(OH)₃ e tem alta densidade de carga; o ânion Cl⁻ vem do ácido forte HCl.

V – P₂O₅: óxido de ametal (P, Nox +5) → óxido ácido (anidrido fosfórico).

Subpasso 4.2 — Prever o comportamento de cada espécie em água

I – KCl: K⁺ e Cl⁻ não hidrolisam → sal neutro, pH ≈ 7 → não altera a acidez do solo.

II – MgO: MgO + H₂O → Mg(OH)₂, base que se dissocia liberando Mg²⁺ e OH⁻ → fonte de OH⁻, eleva o pH.

III – NH₄Br: Br⁻ não hidrolisa, mas NH₄⁺ hidrolisa — NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺ → libera H₃O⁺ extra, agrava a acidez.

IV – AlCl₃: Cl⁻ não hidrolisa, mas Al³⁺ hidrolisa fortemente — [Al(H₂O)₆]³⁺ ⇌ [Al(OH)(H₂O)₅]²⁺ + H₃O⁺ → também libera H₃O⁺, agrava a acidez.

V – P₂O₅: P₂O₅ + 3 H₂O → 2 H₃PO₄, ácido que se ioniza liberando H₃O⁺ → também agravaria a acidez do solo.

Subpasso 4.3 — Verificação

Das cinco espécies, apenas o MgO (II) reage com a água produzindo um excedente líquido de íons OH⁻ — exatamente o mecanismo descrito no enunciado para elevar o pH. As demais não alteram (I) ou pioram (III, IV, V) a acidez do meio. Isso confirma a alternativa B.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) I (KCl)

❌ Incorreta: é um sal neutro, formado por base forte (KOH) e ácido forte (HCl); em água não sofre hidrólise e não altera o pH do solo — não resolve o problema da acidez.

B) II (MgO)

✅ Correta: é um óxido básico; ao reagir com a água do solo forma Mg(OH)₂ e libera íons OH⁻, que neutralizam o excesso de H₃O⁺ e elevam o pH — exatamente o mecanismo de correção descrito no enunciado.

C) III (NH₄Br)

❌ Incorreta: é um sal de caráter ácido, pois o cátion NH₄⁺ (ácido conjugado da base fraca NH₃) hidrolisa e libera H₃O⁺; em vez de corrigir, aumentaria a acidez do solo.

D) IV (AlCl₃)

❌ Incorreta: é um sal de caráter ácido, pois o cátion Al³⁺, pequeno e trivalente, hidrolisa fortemente e libera H₃O⁺; assim como o NH₄Br, pioraria o quadro de acidez.

E) V (P₂O₅)

❌ Incorreta: é um óxido ácido; ao reagir com a água forma H₃PO₄, um ácido, o que aumentaria ainda mais a concentração de H₃O⁺ no solo.

🏆 Gabarito: B — o MgO é o único óxido básico entre as opções e a única espécie capaz de liberar OH⁻ ao reagir com a água do solo, neutralizando o excesso de H₃O⁺ e elevando o pH, exatamente como pede o enunciado.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: entre um óxido básico (MgO), um óxido ácido (P₂O₅) e três sais (um neutro e dois ácidos), só o óxido básico atende ao critério "libera OH⁻ em água" — por isso B é a única resposta compatível.
• Padrão de cobrança: o ENEM usa recorrentemente contextos agrícolas e ambientais (calagem, chuva ácida, fertilizantes) para cobrar classificação de óxidos e previsão do caráter ácido-básico de sais.
• Generalização: metal + O = óxido básico (libera OH⁻ em água); ametal + O = óxido ácido (libera H⁺ em água); sal de ácido forte + base forte = neutro; sal com cátion de base fraca (NH₄⁺, Al³⁺, Fe³⁺) = ácido.
• Dica de eliminação rápida: separe óxidos de sais; entre os óxidos, fica o de metal (básico) e cai o de ametal (ácido); entre os sais, elimine os que têm cátion "problemático" (NH₄⁺, Al³⁺), pois hidrolisam e acidificam.
• Conexões: calagem e correção de solos ácidos; chuva ácida; hidrólise salina e soluções-tampão.