Questão 117, caderno azul do ENEM 2022 D2

Um grupo de alunos realizou um experimento para observar algumas propriedades dos ácidos, adicionando um pedaço de mármore (CaCO₃) a uma solução aquosa de ácido clorídrico (HCl), observando a liberação de um gás e o aumento da temperatura.

O gás obtido no experimento é o:

A) H₂

B) O₂

C) CO₂

D) CO

E) Cl₂

Resolução Em Texto

Matérias Necessárias para a Solução da Questão
Química Inorgânica (Reações de Ácidos com Sais/Carbonatos, Estabilidade de Ácidos, Identificação de Gases).

Tema/Objetivo Geral
Reações de dupla troca e decomposição; identificação de produtos gasosos em reações ácido-base.

Nível da Questão: Médio

Embora seja uma reação clássica, exige que o aluno diferencie o comportamento de um ácido reagindo com um metal (que libera hidrogênio) de um ácido reagindo com um carbonato (que libera gás carbônico). A confusão entre esses dois gases é o que eleva o nível.

Gabarito: Alternativa (C)

A reação entre carbonato de cálcio e ácido clorídrico produz gás carbônico (CO2), responsável pela efervescência observada.

PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

A questão nos apresenta um cenário de laboratório clássico: misturar “pedra” (mármore) com ácido. O enunciado diz que houve liberação de gás. Nosso trabalho é identificar a identidade química dessa fumaça/borbulha.

Simplificando, pense nisso como um comprimido efervescente (tipo um antiácido) caindo na água. Aquela efervescência libera um gás específico. O desafio aqui é saber “o nome e o sobrenome” desse gás gerado quando a pedra fundamental da química (o Carbonato) encontra um ácido forte.

Nosso Plano de Ataque será o seguinte:

Traduzir os nomes comerciais (Mármore, Ácido) para fórmulas químicas simples.
Montar a equação química da reação no papel.
Identificar o produto instável que se quebra para formar o gás.

PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Para resolver isso sem decoreba, precisamos entender a “personalidade” dos reagentes. Vamos montar um Dossiê Técnico dos envolvidos. Isso vai clarear o porquê da reação acontecer dessa forma.

DOSSIÊ: OS REAGENTES DO CRIME

Sujeito 1: O Mármore (CaCO3)

Nome Químico: Carbonato de Cálcio.
Identidade Secreta: É um sal básico. O coração dele é o ânion Carbonato (CO3).
Onde vive: Conchas do mar, casca de ovo, calcário, estátuas antigas e pastilhas antiácidas.
Fraqueza: Odeia ácidos. Quando vê um ácido, ele se desfaz.

Sujeito 2: O Ácido Clorídrico (HCl)

Identidade: Ácido forte, libera muitos íons H+.
Função: Atacar bases e sais básicos (como o nosso mármore).

A Regra de Ouro da Química Inorgânica:
Sempre que você vir um Carbonato (CO3) reagindo com um Ácido (H+), o resultado é SEMPRE o mesmo trio de produtos:

Um Sal novo.
Água (H2O).
Gás Carbônico (CO2).

Por que isso acontece? Imagine um castelo de cartas. O ácido troca parceiros com o carbonato (Dupla Troca), formando o Ácido Carbônico (H2CO3). Mas esse ácido é extremamente instável, é o “castelo de cartas”. Ele desmorona instantaneamente em Água e Gás Carbônico.

PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos colocar a química no papel e ver a ciência acontecer.

Fase 1: A Montagem da Equação
Temos os reagentes:
CaCO3 (sólido) + HCl (aquoso) -> ?

Fase 2: A Troca de Casais (Dupla Troca)
O Cálcio (Ca) vai se juntar com o Cloro (Cl) do ácido.
O Hidrogênio (H) do ácido vai se juntar com o Carbonato (CO3) da pedra.

Resultado parcial:
CaCO3 + 2HCl -> CaCl2 (Sal Cloreto de Cálcio) + H2CO3 (Ácido Carbônico)

Fase 3: O Desmoronamento (Decomposição)
Aqui está o pulo do gato. O H2CO3 não gosta de existir nessa forma. Ele se quebra espontaneamente (“explode” suavemente).
H2CO3 -> H2O (líquido) + CO2 (gás)

Equação Global Final:
CaCO3(s) + 2HCl(aq) -> CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

O gás que vemos saindo no desenho, fazendo as bolhas, é o dióxido de carbono. É exatamente a mesma reação que acontece no seu estômago se você tomar um antiácido à base de carbonato. O ácido do estômago (HCl) ataca o comprimido, e você arrota CO2.

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO! O erro mais comum aqui é confundir a reação de METAL com Ácido versus CARBONATO com Ácido.

Se jogássemos um pedaço de Zinco ou Magnésio puro no ácido, o gás seria Hidrogênio (H2).
Mas como jogamos Mármore (um sal carbonato), o gás é CO2.
Não caia no piloto automático achando que “ácido sempre libera hidrogênio”. O ânion (CO3) manda na reação aqui.

Síntese do raciocínio: O ânion carbonato (CO3) presente no mármore, ao reagir com os íons H+ do ácido, forma ácido carbônico instável, que se decompõe liberando dióxido de carbono.

Expectativa: Devemos procurar a alternativa que contém a fórmula do dióxido de carbono.

PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

Vamos analisar cada opção na ordem apresentada.

(A) H2
Diagnóstico do Erro: Confusão de Mecanismo.
O aluno que marca esta pensa na reação de metais com ácidos (Ex: Mg + 2HCl -> MgCl2 + H2). O mármore não é um metal simples, é um composto iônico (sal).
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
(B) O2
Diagnóstico do Erro: Fuga ao Tema / Chute.
Ácidos reagindo com sais não liberam oxigênio puro. O O2 geralmente vem de reações de fotossíntese ou decomposição de peróxidos (água oxigenada), nunca desse tipo de reação ácido-base.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
(C) CO2
Análise de Correspondência:
Perfeita. Corresponde exatamente à decomposição do carbonato em meio ácido descrita na nossa dedução. O carbonato se transforma em água e dióxido de carbono.
Conclusão: ✔️ Alternativa correta.
(D) CO
Diagnóstico do Erro: Confusão de Óxidos.
O monóxido de carbono (CO) é gerado principalmente na combustão incompleta (queima com pouco oxigênio) de combustíveis fósseis. Ele é altamente tóxico. Não é produto de reações ácido-base comuns em solução aquosa.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.
(E) Cl2
Diagnóstico do Erro: Raciocínio Alarmista.
O gás cloro (Cl2) é verde e venenoso. Ele só sairia daqui se houvesse um processo de oxidação forçada do cloreto. Numa simples reação de troca, o Cloro permanece estável como íon Cloreto (Cl-) dissolvido na água, formando o sal CaCl2, sem virar gás.
Conclusão: ❌ Alternativa incorreta.

PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

A resposta é (C) CO2. A efervescência do mármore no ácido é a assinatura química do Dióxido de Carbono.

Resumo-flash:
Ácido + Carbonato = Sal + Água + Gás Carbônico (CO2 voando).

Para ir Além:
Esse fenômeno explica por que as estátuas gregas e romanas estão “derretendo” ao ar livre. A Chuva Ácida (que contém ácido sulfúrico e nítrico) cai sobre o mármore das estátuas (CaCO3). A reação química transforma a pedra sólida em sal solúvel e gás, desgastando séculos de história. É a química destruindo a arte através da mesma reação que vimos nesta questão.