Questão 121, caderno azul do ENEM 2023 – DIA 2

Os solos amazônicos, ricos em silicato, não são apropriados para o cultivo por serem incapazes de reter nutrientes. Contudo, descobertas arqueológicas têm demonstrado que os antigos habitantes da Amazônia dominavam a técnica de preparo de um insumo agrícola natural, denominado terra preta. Esse insumo era constituído principalmente de uma espécie de biocarvão (biochar) obtido da queima de matéria orgânica, como troncos de árvores, pedaços de ossos e esterco, capaz de manter um solo fértil por anos.
Admite-se que o efeito do biocarvão na fertilização do solo estava, em parte, relacionado à presença de grupos orgânicos do tipo carboxilato em sua superfície, carregados negativamente (—COO-). Esses grupos atraem íons positivos necessários como nutrientes, tais quais os provenientes do potássio (K), do cálcio (Ca) e do magnésio (Mg), além de micronutrientes, como zinco (Zn) e ferro (Fe). Essa ligação no solo fertilizado é predominantemente iônica,a conforme ilustra a figura, em que Mn+ representa os cátions metálicos. De acordo com a escala de Pauling, a eletronegatividade do elemento oxigênio é igual a 3,44.

O quadro apresenta os valores de eletronegatividade desses cinco elementos metálicos.

MICHALOVIC, M. Ancient Soil Chemists of the Amazon. ChemMatters, fev. 2009 (adaptado).

O cátion que resultará em uma interação de maior caráter iônico com o ânion carboxilato será aquele proveniente do elemento

a) potássio.

b) cálcio.

c) magnésio.

d) zinco.

e) ferro.

Resolução em Vídeo

✍ Resolução Em Texto

Matérias Necessárias para a Solução da Questão

Química Geral (Propriedades Periódicas: Eletronegatividade).
Ligações Químicas (Caráter Iônico e Covalente).

Tema/Objetivo Geral:
Determinar qual ligação química apresenta o maior caráter iônico, aplicando a regra de que o caráter iônico é proporcional à diferença de eletronegatividade (ΔEN) entre os átomos ligantes.

Nível da Questão:
Fácil/Médio.
Justificativa: O conceito é direto (maior diferença = mais iônico). A tabela fornece os dados. O único trabalho é fazer a subtração (3,44 – X) para cada elemento e ver qual resultado é o maior.

Gabarito:
Letra A – Potássio.
Resumo: A ligação iônica acontece entre átomos muito diferentes (um quer muito elétron, o outro quer pouco). O oxigênio quer muito (3,44). O Potássio quer muito pouco (0,82). A diferença entre eles é a maior da tabela (2,62), gerando a ligação mais iônica.

Resolução Passo a Passo

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

A Missão:
A questão pergunta: Qual cátion resulta na interação de MAIOR caráter iônico?
O texto explica que os metais (Mn+Mn+) se ligam ao oxigênio do grupo carboxilato.
Temos que comparar as ligações: K-O, Ca-O, Mg-O, Zn-O e Fe-O.

A Analogia Central (O Cabo de Guerra):
Imagine um cabo de guerra entre o Oxigênio e o Metal.

A força de cada um é a Eletronegatividade.
Se os dois tiverem forças parecidas, eles compartilham a corda (Ligação Covalente).
Se um for muito mais forte que o outro, ele arranca a corda para o lado dele. Isso é a Ligação Iônica (roubo de elétrons).
Para ter o maior caráter iônico, precisamos da maior desigualdade de força no cabo de guerra.

Nosso Plano de Ataque:

Pegar a força do Oxigênio (3,44).
Pegar a força de cada Metal na tabela.
Calcular a diferença (Subtração).
O maior resultado ganha.

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

Vamos usar a Fórmula da Diferença de Eletronegatividade:

ΔEN=ENA−ENB

Onde:

ENA = Eletronegatividade do Oxigênio (3,44).
ENB = Eletronegatividade do Metal (Valor da Tabela).

Regra de Ouro:

Quanto maior o ΔEN, maior o caráter iônico.
Quanto menor o ΔEN, maior o caráter covalente.

3️⃣ PASSO 3 – INTERPRETAÇÃO GUIADA (MÃO NA MASSA)

Vamos fazer as contas para cada candidato.

Oxigênio (O) = 3,44 (O “Valentão”).

Potássio (K): 0,82 (O mais fraco da turma).
ΔEN=3,44−0,82=2,62.

Cálcio (Ca): 1,00.
ΔEN=3,44−1,00=2,44.

Magnésio (Mg): 1,31.
ΔEN=3,44−1,31.

Zinco (Zn): 1,65.
ΔEN=3,44−1,65=1,79.

Ferro (Fe): 1,83.
ΔEN=3,44−1,83=1,61.

Conclusão Detetivesca:
A maior diferença foi com o Potássio (2,62).
Isso faz sentido químico: O Potássio é um metal alcalino (Grupo 1), famosos por terem as menores eletronegatividades e formarem os compostos mais iônicos.

🚨 ARMADILHA CLÁSSICA! 🚨
CUIDADO para não confundir Caráter Iônico com Força da Ligação!
Às vezes o aluno pensa: “Quem segura mais forte?”. E pode pensar em cargas maiores (+2, +3).
Mas a pergunta é específica sobre CARÁTER IÔNICO. O caráter iônico é definido estritamente pela diferença de eletronegatividade. Não tente inventar moda com raio atômico ou carga nuclear; siga a definição de Pauling dada no texto.

A Bússola (O Perfil do Culpado):

Síntese do raciocínio: Maior Caráter Iônico = Maior Distância na Tabela de Eletronegatividade.
Expectativa: O elemento com o menor valor de eletronegatividade (Potássio) para maximizar a subtração com o Oxigênio.

4️⃣ PASSO 4 – ALTERNATIVAS COMENTADAS (A AUTÓPSIA)

a) potássio.

Análise: Perfeito. O Potássio tem a menor eletronegatividade (0,82) entre as opções. Ao subtrair de 3,44, obtemos a maior diferença possível (2,62), o que caracteriza a ligação com maior percentual de caráter iônico.
Conclusão: 🟢 Alternativa correta.

b) cálcio.

Diagnóstico do Erro: Cálculo menor.
Análise: A diferença é 2,44. É alta, mas menor que a do Potássio. O cálcio é menos eletropositivo que o potássio.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

c) magnésio.

Diagnóstico do Erro: Cálculo menor.
Análise: A diferença é 2,13. O magnésio é menor que o cálcio, logo segura seus elétrons um pouco mais, diminuindo o caráter iônico.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

d) zinco.

Diagnóstico do Erro: Metal de Transição.
Análise: A diferença é 1,79. Metais de transição geralmente têm eletronegatividade mais alta que os alcalinos e alcalino-terrosos, formando ligações com maior caráter covalente.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

e) ferro.

Diagnóstico do Erro: Maior caráter covalente.
Análise: A diferença é 1,61 (a menor de todas). Isso significa que a ligação Ferro-Oxigênio é a que tem o menor caráter iônico (ou maior caráter covalente) desse grupo.
Conclusão: 🔴 Alternativa incorreta.

5️⃣ PASSO 5 – O GRAND FINALE (APRENDIZAGEM EXPANDIDA)

Na química, os opostos se atraem mais forte. Quanto mais diferente for o casal (um quer doar, o outro quer receber), mais iônica é a relação.

Resumo-flash: ⚡
“Maior Diferença = Maior Roubo de Elétrons = Maior Caráter Iônico.”

🧠 Para ir Além (A Ponte para o Futuro):
O conceito de Terra Preta de Índio (citado no texto) é revolucionário. O biocarvão funciona como uma “esponja elétrica” no solo. Além de segurar nutrientes (cátions) por atração elétrica, ele abriga micro-organismos. É uma tecnologia ancestral indígena que a ciência moderna está tentando copiar para salvar a agricultura.