Questão 115 caderno azul ENEM 2021 PPL

Uma antiga forma de produzir um dos constituintes de argamassas é o aquecimento a altas temperaturas de materiais componentes dos sambaquis, que são sítios arqueológicos formados essencialmente por restos de moluscos. A decomposição térmica da principal substância desses sítios arqueológicos resulta na formação de dois compostos apenas. Um deles é um óxido sólido e o outro é um óxido gasoso. A reação do primeiro com água resulta na formação de Ca(OH)₂ (aquoso), enquanto a reação do segundo resulta em H₂CO₃ (aquoso).

A fórmula da principal substância encontrada nesses sítios arqueológicos é

A) CaO

B) CaC₂

C) CaCO₃

D) Ca(HCO₃)₂

E) Ca(OH)HCO₃

✍ Resolução Em Texto

Matérias Necessárias para a Solução da Questão

Química Inorgânica: Funções Inorgânicas (Óxidos, Ácidos, Bases e Sais).
Reações Químicas: Decomposição Térmica (Calcinação) e Reações de Óxidos com Água.
Química do Cotidiano: Ciclo da Cal e produção de argamassas.

Tema/Objetivo Geral:
Identificar o Carbonato de Cálcio (CaCO3) como constituinte principal de conchas e corais, compreendendo seu comportamento químico sob aquecimento e as propriedades de seus produtos de decomposição.

Nível da Questão
Médio. A questão exige que o aluno faça uma “engenharia reversa”: a partir dos produtos finais (ácido carbônico e hidróxido de cálcio), ele deve deduzir os óxidos intermediários e, finalmente, a substância original presente nos sambaquis.

Gabarito
Alternativa C (CaCO3). O carbonato de cálcio, ao ser aquecido, decompõe-se em óxido de cálcio (sólido) e dióxido de carbono (gás). Esses óxidos, em contato com água, formam respectivamente a base Ca(OH)2 e o ácido H2CO3.

4️⃣ PASSO 1 – O QUE A QUESTÃO QUER? (O MAPA DA MINA)

Decodificação do Objetivo: A missão é descobrir qual é a “materia-prima” que os antigos retiravam dos sítios arqueológicos (conchas de moluscos) para fabricar argamassa. O texto nos dá o rastro químico de como essa substância se quebra e como ela reage com a água.

Simplificação Radical: Imagine que você encontrou uma receita antiga que diz: “Pegue conchas, queime-as e use o pó que sobrar”. A questão nos diz o que esse pó vira quando molhado. O desafio é identificar qual sal forma os dois gases/pós descritos na “receita”.

Nosso Plano de Ataque será o seguinte:

Identificar os Óxidos Intermediários: Descobrir quem são os pais do Ca(OH)2 e do H2CO3.
Montar o Quebra-Cabeça: Unir esses dois óxidos para ver qual molécula eles formavam antes de serem aquecidos.
Validar com a Origem: Confirmar se essa substância faz sentido em conchas de moluscos.

4️⃣ PASSO 2 – DESVENDANDO AS FERRAMENTAS (A CAIXA DE FERRAMENTAS)

Para esta investigação, utilizaremos o Dossiê do Ciclo da Cal:

Óxidos Básicos: Reagem com água para formar Bases. Se o produto é Ca(OH)2 (Base), o óxido original só pode ser o CaO (Óxido de Cálcio – sólido).
Óxidos Ácidos: Reagem com água para formar Ácidos. Se o produto é H2CO3 (Ácido Carbônico), o óxido original só pode ser o CO2 (Dióxido de Carbono – gás).
Reação de Calcinação: É a quebra de um sal pelo calor (triângulo sobre a seta).
Composição de Conchas: Quase 100% de conchas e esqueletos de moluscos são feitos de Carbonato de Cálcio.

4️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos executar a “química reversa” baseada nas pistas:

1. Rastreando os Produtos:

Pista A: Óxido Sólido + Água -> Ca(OH)2. Deduzimos: CaO (Cal viva).
Pista B: Óxido Gasoso + Água -> H2CO3. Deduzimos: CO2 (Gás carbônico).

2. Reconstruindo a Decomposição:
O enunciado diz que a substância se quebra em APENAS dois compostos.
Substância Desconhecida -> CaO (sólido) + CO2 (gás)
Somando os átomos (1 Ca, 1 C e 1+2=3 O), chegamos à fórmula: CaCO3.

3. Verificando o Contexto Arqueológico:
Os sambaquis são montes de conchas. Conchas são feitas de Carbonato de Cálcio. Tudo se encaixa perfeitamente.

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO! O erro mais sedutor aqui é marcar a Alternativa A (CaO). O CaO é um óxido sólido e realmente vira Ca(OH)2 com água. Mas o enunciado pergunta a fórmula da “principal substância encontrada nesses sítios”, ou seja, o material original (as conchas). O CaO não é encontrado pronto na natureza em conchas; ele é o resultado da queima. Não confunda o produto do aquecimento com a matéria-prima original!

A Bússola (O Perfil do Culpado)

Síntese do raciocínio: O aquecimento do CaCO3 libera CO2 e deixa CaO. O CaO é a base da cal usada em argamassas.
Expectativa: A resposta deve ser o Carbonato de Cálcio (CaCO3).

4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

A) CaO

Narrativa do Erro: O aluno identifica o “óxido sólido” mencionado e marca ele como resposta.
Diagnóstico do Erro: Confundir o Produto com o Reagente. O enunciado pede a substância encontrada no sítio arqueológico (as conchas), não o que sobra após a queima.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

B) CaC2

Narrativa do Erro: O aluno associa cálcio e carbono, mas escolhe um carbeto.
Diagnóstico do Erro: Fuga ao Tema. O carbeto de cálcio reage com água gerando acetileno (gás combustível), não ácido carbônico.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

C) CaCO3

Análise: Perfeito. O Carbonato de Cálcio é o componente das conchas. Sua queima (calcinação) é o método industrial secular para produzir cal (CaO) e liberar CO2, gerando exatamente os subprodutos descritos.
Conclusão: 🟢 Alternativa correta.

D) Ca(HCO3)2

Narrativa do Erro: O aluno sabe que tem relação com o gás carbônico e escolhe o bicarbonato.
Diagnóstico do Erro: Erro de Estado Físico e Ocorrência. O bicarbonato de cálcio só existe em solução aquosa; ele não formaria as estruturas sólidas e resistentes dos sambaquis.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

E) Ca(OH)HCO3

Narrativa do Erro: O aluno tenta misturar todas as funções citadas (base e bicarbonato) em uma única fórmula.
Diagnóstico do Erro: Fórmula Química Inválida (Sal básico/misto improvável neste contexto).
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

A resposta final é a Alternativa C. O Carbonato de Cálcio é um dos minerais mais versáteis do planeta, servindo como abrigo para vida marinha, material de construção e até suplemento de saúde.

Resumo-flash (A Imagem Mental):
“Concha aquecida se quebra em duas: Cal na mão e Gás na rua!”

🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
Este mesmo processo químico (decomposição do CaCO3) é o coração da Indústria do Cimento. Infelizmente, para cada tonelada de cimento produzida, cerca de uma tonelada de CO2 é liberada na atmosfera devido a essa reação química. Por isso, a Engenharia Civil Moderna busca substituir parte do cimento por cinzas ou outros materiais para reduzir a pegada de carbono, um desafio tecnológico que começou lá atrás, nos sambaquis.