Questão 100, caderno azul do ENEM 2020

Nos dias atuais, o amplo uso de objetos de plástico gera bastante lixo, que muitas vezes é eliminado pela
população por meio da queima. Esse procedimento é prejudicial ao meio ambiente por lançar substâncias
poluentes. Para constatar esse problema, um estudante analisou a decomposição térmica do policloreto de
vinila (PVC), um tipo de plástico, cuja estrutura é representada na figura.

Para realizar esse experimento, o estudante colocou uma amostra de filme de PVC em um tubo de ensaio e o
aqueceu, promovendo a decomposição térmica. Houve a liberação majoritária de um gás diatômico heteronuclear que foi recolhido em um recipiente acoplado ao tubo
de ensaio. Esse gás, quando borbulhado em solução alcalina diluída contendo indicador ácido-base, alterou a
cor da solução. Além disso, em contato com uma solução aquosa de carbonato de sódio (Na2CO3) liberou gás
carbônico.

Qual foi o gás liberado majoritariamente na decomposição térmica desse tipo de plástico?

A) H2
B) Cl2
C) CO
D) CO2
E) HCl

Matérias Necessárias para a Solução da Questão

Química Orgânica (polímeros e propriedades químicas)
Ácidos e bases (neutralização e reações em solução aquosa).

Nível da Questão: Médio.

Gabarito: Letra E.

Resolução Passo a Passo

Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo

O enunciado descreve a decomposição térmica de um plástico (PVC), resultando na liberação majoritária de um gás diatômico e heteronuclear. Este gás:

Altera a cor de uma solução alcalina contendo indicador ácido-base (indicando que reage quimicamente com a base).
Libera gás carbônico quando em contato com carbonato de sódio evidenciando uma reação característica de ácidos.

Palavras-chave do enunciado:

“Gás diatômico heteronuclear” (formado por dois átomos diferentes).
“Neutraliza solução alcalina” (característica de ácidos).

Objetivo: Identificar o gás liberado, considerando suas propriedades químicas e as reações descritas.

Passo 2: Tradução e Interpretação do Texto

O PVC (cloreto de polivinila) é um polímero composto por unidades repetitivas de monômeros de cloreto de vinila (CH2=CHCl). Quando aquecido, ocorre sua decomposição térmica, resultando na liberação de cloreto de hidrogênio.

As reações citadas no enunciado confirmam que o gás liberado tem propriedades ácidas:

A mudança de cor em solução alcalina indica a presença de um ácido que reage com a base.

Passo 3: Explicação de Conceitos Necessários

Decomposição térmica do PVC
O aquecimento do PVC provoca a quebra de ligações químicas, liberando majoritariamente HCl.

Propriedades do HCL

É um gás diatômico heteronuclear.
Altamente solúvel em água, formando uma solução ácida.
Reage com bases fortes (neutralização) e com carbonatos, liberando dióxido de carbono.

Reação de ácido com carbonato de sódio
Quando um ácido forte reage com carbonatos, ocorre a liberação de CO2

Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos

Durante a decomposição térmica do PVC, ocorre a liberação de HCl, identificada como um gás diatômico e heteronuclear.
O gás reage com a solução alcalina e muda sua coloração devido à neutralização do meio básico. Por exemplo:

Na reação com o carbonato de sódio, o ácido gera dióxido de carbono:

Essas reações confirmam que o gás liberado é HCl.

Passo 5: Análise das Alternativas e Resolução

A) H2
- Errada. Embora seja um gás diatômico, o hidrogênio não é liberado na decomposição térmica do PVC e não possui caráter ácido para realizar as reações descritas.

B) Cl2
- Errada. O cloro molecular é um gás diatômico, mas não é o principal produto da decomposição do PVC. Além disso, ele não tem as propriedades ácidas necessárias para reagir com bases e carbonatos.

C) CO
- Errada. O monóxido de carbono não é diatômico nem ácido. Ele não realiza as reações descritas no enunciado.

D) CO2
- Errada. O dióxido de carbono é um produto da reação de ácidos como o HCl com carbonatos, mas não é o gás liberado diretamente na decomposição do PVC.

E) HCl
- Correta. O cloreto de hidrogênio é:
  1. Liberado na decomposição térmica do PVC.
  2. Um gás diatômico heteronuclear.
  3. Ácido, reagindo com bases e carbonatos para neutralizá-los e liberar CO2.

Passo 6: Conclusão e Justificativa Final

A decomposição térmica do PVC resulta na liberação de HCl, um gás diatômico heteronuclear com caráter ácido, que reage com soluções alcalinas e carbonatos. Todas as características apresentadas no enunciado apontam para o cloreto de hidrogênio como resposta correta.