Questão 97 — ENEM 2024 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Química Orgânica (funções: éster, amida, éter, haleto) e Polímeros
• ⚡ Nível: Médio — a estrutura de cada alternativa é simples, mas exige diferenciar éster de amida e de éter em fórmulas condensadas, não só "achar" um heteroátomo qualquer.
• 🎯 Tema/Habilidade: Relacionar grupo funcional e propriedade macroscópica — reconhecer, em fórmula estrutural de polímero, o grupo éster responsável pela hidrólise (biodegradação).
• 🏆 Gabarito: B — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Entre as cinco unidades repetitivas desenhadas, qual pertence a um polímero com grupo éster, o único capaz de ser quebrado por hidrólise em condições biológicas?"
• Palavras-chave decisivas: "grupos ésteres hidrolisáveis", "assimilação... pelos microrganismos", "unidade monomérica"
• Armadilha típica: confundir éster com amida — as duas têm uma carbonila (C=O) muito parecida; a diferença está apenas no átomo vizinho, O (éster) ou N (amida).
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de ler uma fórmula estrutural, isolar o grupo funcional da cadeia principal e associá-lo ao conceito de hidrólise citado no texto.

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Grupo éster (–C(=O)–O–): forma-se pela reação entre ácido carboxílico e álcool (ou, em polímeros, entre diácido e diol, ou por autocondensação de hidroxiácido). O carbono da carbonila é bastante eletrofílico, e a ligação C(=O)–O é polarizada — alvo fácil de hidrólise, sobretudo com catálise enzimática (esterases/lipases de bactérias e fungos). É o mecanismo dos poliésteres biodegradáveis reais: PLA, PCL, PHB.
• Grupo amida (–C(=O)–N<): carbonila irmã do éster, presente em poliamidas (náilon) e proteínas. A ressonância entre o par de elétrons do N e a carbonila torna a ligação C–N mais forte e menos eletrofílica — hidrólise bem mais lenta.
• Grupo éter (–C–O–C–, sem carbonila): ligação C–O simples, extremamente estável e inerte; não sofre hidrólise em condições ambientais ou biológicas comuns.
• Cadeias só C–C ou com C–Cl: hidrocarbonetos saturados e polímeros halogenados não têm ligação polarizada "atacável" pela água — perfil de plásticos persistentes (tipo polietileno, PVC).

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "apresentam grupos ésteres hidrolisáveis" → o próprio enunciado entrega o critério: a estrutura certa precisa mostrar, sem ambiguidade, o grupo éster — nem amida, nem éter.
• Evidência 2: "facilitando a assimilação... pelos microrganismos" → a biodegradabilidade é consequência direta desse grupo funcional; a resposta está inteiramente na leitura estrutural, sem cálculo.
• Síntese: resolve-se por eliminação estrutural — descartam-se primeiro as estruturas sem carbonila; entre as que restam com C=O, separa-se éster (ligado a O) de amida (ligado a N).

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Varredura de cada unidade repetitiva

• A: só C e H, sem heteroátomo — perfil de poliolefina saturada (tipo polietileno ramificado).
• B: carbono de carbonila (C=O) ligado por ligação simples a um oxigênio que segue a cadeia — padrão –C(=O)–O–, um éster.
• C: mesma carbonila, ligada a um nitrogênio (com grupo metila) — padrão –C(=O)–N<, uma amida.
• D: um único oxigênio na cadeia, sem carbonila próxima — padrão –C–O–C–, um éter simples.
• E: cadeia só C–C, com Cl pendurado em um carbono — poliolefina clorada, sem heteroátomo na cadeia principal.

Subpasso 4.2 — Aplicação do critério "éster genuíno"

A e E saem de imediato: sem carbonila, sem ligação hidrolisável — análogas a plásticos persistentes. D também sai: tem oxigênio, mas sem carbonila adjacente, caracterizando éter inerte. Restam B e C, ambas com carbonila; o átomo vizinho decide: em C é N (amida), em B é O (éster). Só B atende ao pedido do enunciado.

Subpasso 4.3 — Verificação

Ao hidrolisar, a ligação C(=O)–O de B se rompe, gerando ácido carboxílico e álcool (fragmentos pequenos, solúveis e metabolizáveis) — o mecanismo real de biodegradação de poliésteres alifáticos. Nenhuma outra estrutura produz esse resultado com a mesma facilidade. Resposta: B.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) Unidade só com carbonos e hidrogênios, sem heteroátomo

❌ Incorreta: perfil de poliolefina saturada (tipo polietileno). Sem carbonila e sem heteroátomo eletronegativo, não há ligação suscetível ao ataque da água — é o tipo de material que gera o acúmulo de resíduos descrito.

B) Carbonila (C=O) ligada a um oxigênio na cadeia principal

✅ Correta: assinatura estrutural do grupo éster (–C(=O)–O–). É exatamente o "grupo éster hidrolisável" do enunciado, tornando o polímero um poliéster biodegradável, atacável por esterases microbianas.

C) Carbonila (C=O) ligada a um nitrogênio na cadeia principal

❌ Incorreta: caracteriza amida (poliamida, tipo náilon), não éster. Amida também hidrolisa, mas exige condições bem mais drásticas que a hidrólise branda citada no texto.

D) Um oxigênio na cadeia, sem carbonila

❌ Incorreta: representa éter, grupo estável e resistente à hidrólise. Ter oxigênio isoladamente não basta — falta a carbonila que caracteriza o éster.

E) Substituinte cloro (Cl) preso à cadeia carbônica

❌ Incorreta: poliolefina halogenada, sem grupo hidrolisável na cadeia. Parente estrutural do PVC, reconhecida pela altíssima resistência à degradação ambiental — o oposto do pedido.

🏆 Gabarito: B — única unidade cuja cadeia principal contém o grupo éster (–C(=O)–O–), responsável pela hidrólise que permite a assimilação microbiana do polímero.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: só a alternativa B mostra a carbonila ligada a oxigênio de cadeia — a definição estrutural exata de éster —, compatível com "grupos ésteres hidrolisáveis".
• Padrão de cobrança: o ENEM testa recorrentemente polímeros pedindo reconhecimento, em fórmulas estruturais, do grupo funcional por trás de uma propriedade (biodegradabilidade, resistência, reciclabilidade); a resposta costuma estar embutida no texto de apoio.
• Generalização: ao associar biodegradação/hidrólise a um polímero, procure carbonila ligada a O (éster) ou a N (amida); cadeias só de C–C, C–H ou C–halogênio nunca são a resposta, por não terem ligação polarizada para a água atacar.
• Dica de eliminação rápida: descarte primeiro tudo sem C=O (aqui, A, D e E); entre o que sobrar, veja o vizinho do C=O — O é éster, N é amida.
• Conexões: PLA, PCL, PHB e PBAT — poliésteres biodegradáveis reais usados em embalagens e suturas; compare com poliamidas (náilon) para fixar éster × amida.