Questão 89 caderno branco (3) ENEM 2014 PPL

Fertilizantes químicos mistos, denominados NPK, são utilizados para aumentar a produtividade agrícola, por fornecerem os nutrientes nitrogênio, fósforo e potássio, necessários para o desenvolvimento das plantas. A quantidade de cada nutriente varia de acordo com a finalidade do adubo. Um determinado adubo NPK possui, em sua composição, as seguintes substâncias: nitrato de amônio (NH₄NO₃), ureia (CO(NH₂)₂), nitrato de potássio (KNO₃), fosfato de sódio (Na₃PO₄) e cloreto de potássio (KCl).

A adição do adubo descrito provocou diminuição no pH de um solo. Considerando o caráter ácido/básico das substâncias constituintes desse adubo, a diminuição do pH do solo deve ser atribuída à presença, no adubo, de uma quantidade significativa de

A) ureia.

B) fosfato de sódio.

C) nitrato de amônio.

D) nitrato de potássio.

E) cloreto de potássio.

📚 Matérias Necessárias para a Solução da Questão

Química Inorgânica (Funções Inorgânicas: Sais)
Equilíbrio Químico (Hidrólise Salina)
pH e pOH (Conceitos de Acidez e Basicidade)

🎯 Tema/Objetivo Geral: Análise do caráter ácido/básico de diferentes sais através do conceito de hidrólise salina para explicar a alteração do pH do solo.

🎯 Nível da Questão: Difícil – A questão é considerada difícil porque exige um conhecimento aprofundado de hidrólise salina. O aluno precisa não apenas identificar as substâncias como sais, mas também “desconstruir” mentalmente cada sal em seu ácido e base de origem, classificar a força desses ácidos e bases e, a partir daí, prever o caráter da solução resultante (ácido, básico ou neutro). É um raciocínio com múltiplas etapas que depende de conhecimento prévio sobre a força de ácidos e bases comuns.

✅ Gabarito: C) nitrato de amônio. A alternativa está correta porque o nitrato de amônio (NH₄NO₃) é um sal formado pela reação de uma base fraca (NH₄OH) com um ácido forte (HNO₃). Ao se dissolver em água, o íon amônio (NH₄⁺) sofre hidrólise, liberando íons H⁺ e, assim, diminuindo o pH do solo.

🔎 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo

Transcrição Essencial 📌
“A adição do adubo descrito provocou diminuição no pH de um solo. … a diminuição do pH do solo deve ser atribuída à presença, no adubo, de uma quantidade significativa de”

O que está sendo pedido?📌
A questão nos informa que o adubo tornou o solo mais ácido (diminuição do pH) e nos pede para identificar qual dos seus componentes é o responsável por essa acidificação.

Objetivo Cristalino 📌
Nosso objetivo é analisar cada um dos componentes do adubo, determinar seu caráter (ácido, básico ou neutro) quando dissolvido em água e encontrar aquele que causa a acidez observada.

Pergunta de Atenção ✔
Você lembra que um sal nem sempre é neutro? A “personalidade” de um sal (ácido, básico ou neutro) é uma herança direta da “briga” de forças entre o ácido e a base que o formaram. Quem é mais forte nessa briga?

📚 Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários

Explicação de termos📌
Para resolver este problema, precisamos ser especialistas em Hidrólise Salina:

Hidrólise Salina:
- Explicação: É a reação que ocorre quando um sal é dissolvido em água, e pelo menos um de seus íons reage com a água, alterando a concentração de H⁺ e OH⁻ e, consequentemente, o pH da solução. “Hidrólise” significa literalmente “quebra pela água”.

A Regra da “Briga de Forças”:
- Explicação: Para prever o caráter de um sal, olhamos para o “pai” (base) e a “mãe” (ácido) que o originaram. O “filho” (o sal) herda a característica do genitor mais forte.
  - Ácido Forte + Base Forte → Sal Neutro (pH ≈ 7): Os dois são fortes, então há um “empate”. Nenhum íon reage com a água. Ex: NaCl (vem de HCl e NaOH).
  - Ácido Fraco + Base Forte → Sal Básico (pH > 7): A base forte “vence”. O ânion (do ácido fraco) reage com a água, produzindo íons OH⁻.
  - Ácido Forte + Base Fraca → Sal Ácido (pH < 7): O ácido forte “vence”. O cátion (da base fraca) reage com a água, liberando íons H⁺.
  - Ácido Fraco + Base Fraca → Depende: O resultado é indefinido e depende de qual dos dois é “menos fraco” (maior constante de ionização).

Conhecimento Prévio Necessário (Força de Ácidos e Bases):
- Ácidos Fortes comuns: HCl, HBr, HI, HNO₃, H₂SO₄, HClO₄.
- Bases Fortes comuns: Hidróxidos de metais alcalinos (Grupo 1, ex: NaOH, KOH) e de alguns alcalino-terrosos (Grupo 2, ex: Ca(OH)₂, Ba(OH)₂).
- Bases Fracas comuns: Hidróxido de amônio (NH₄OH) e hidróxidos da maioria dos outros metais.

📝 Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema

Contextualização Simplificada 📌
Jogamos um “coquetel” de substâncias (adubo) no solo, e o resultado foi que o solo ficou mais azedo (ácido). A nossa missão, como detetives químicos, é analisar cada “suspeito” no coquetel e descobrir qual deles tem a “personalidade ácida” para ter causado esse efeito.

Estratégia Geral 📌
A estratégia é aplicar a “Regra da Briga de Forças” para cada um dos sais listados nas alternativas:

Identificar o sal.
Determinar o ácido e a base que o formaram.
Classificar a força desse ácido e dessa base.
Concluir se o sal resultante é ácido, básico ou neutro.
Aquele que for classificado como ácido é o nosso culpado.

🧮 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos

Passo a Passo Detalhado 📌
Vamos analisar cada suspeito:

A) Ureia (CO(NH₂)₂):
- Análise: A ureia é uma amida, uma molécula orgânica. Em solução aquosa, ela se comporta como uma base muito, muito fraca ou praticamente neutra. Ela não é a causa da acidificação significativa.
B) Fosfato de sódio (Na₃PO₄):
- Origem: Vem do NaOH (Base) e H₃PO₄ (Ácido).
- Força: NaOH é uma base forte. H₃PO₄ é um ácido fraco/moderado.
- Conclusão: A base forte “vence”. O sal tem caráter básico. Ele aumentaria o pH, não diminuiria.
C) Nitrato de amônio (NH₄NO₃):
- Origem: Vem do NH₄OH (Base) e HNO₃ (Ácido).
- Força: NH₄OH (hidróxido de amônio) é uma base fraca. HNO₃ (ácido nítrico) é um ácido forte.
- Conclusão: O ácido forte “vence”. O sal tem caráter ácido. O íon amônio (NH₄⁺) reage com a água: NH₄⁺ + H₂O ⇌ H₃O⁺ + NH₃, liberando íons H₃O⁺ (que simplificamos como H⁺) e tornando o meio ácido. Este é o nosso culpado!
D) Nitrato de potássio (KNO₃):
- Origem: Vem do KOH (Base) e HNO₃ (Ácido).
- Força: KOH (hidróxido de potássio) é uma base forte. HNO₃ (ácido nítrico) é um ácido forte.
- Conclusão: “Empate” de forças. O sal tem caráter neutro. Ele não alteraria o pH do solo significativamente.
E) Cloreto de potássio (KCl):
- Origem: Vem do KOH (Base) e HCl (Ácido).
- Força: KOH (hidróxido de potássio) é uma base forte. HCl (ácido clorídrico) é um ácido forte.
- Conclusão: “Empate” de forças. O sal tem caráter neutro. Ele também não alteraria o pH do solo significativamente.

Verificação Intermediária 📌
Nossa análise sistemática identificou apenas um componente com caráter ácido, o nitrato de amônio. Os outros são neutros ou básicos. Isso corresponde perfeitamente à observação de que o solo se tornou mais ácido.

Possível armadilha ❓/ ✔
A principal armadilha é não ter memorizado (ou não saber deduzir) a força dos ácidos e bases comuns. Sem esse conhecimento prévio, é impossível aplicar a regra da hidrólise. Outra armadilha seria ver o íon amônio (NH₄⁺) e pensar em amônia (NH₃), que é básica, e se confundir. É crucial lembrar que o íon amônio é o ácido conjugado da amônia e, portanto, tem caráter ácido em solução.

Fechamento e expectativa
Concluímos que o nitrato de amônio é a única substância na lista capaz de acidificar o solo. Esperamos que essa seja a alternativa correta.

✅ Passo 5: Análise das Alternativas

Listagem das Alternativas
A) ureia.
B) fosfato de sódio.
C) nitrato de amônio.
D) nitrato de potássio.
E) cloreto de potássio.

Justificativa Individual

🔴 A) ureia: Incorreta. É uma substância orgânica de caráter praticamente neutro em solução.
🔴 B) fosfato de sódio: Incorreta. É um sal de caráter básico (base forte + ácido fraco), que aumentaria o pH.
🟢 C) nitrato de amônio: Correta. É um sal de caráter ácido (base fraca + ácido forte), que libera H⁺ em solução e diminui o pH, explicando o fenômeno descrito.
🔴 D) nitrato de potássio: Incorreta. É um sal de caráter neutro (base forte + ácido forte).
🔴 E) cloreto de potássio: Incorreta. É um sal de caráter neutro (base forte + ácido forte).

🏆 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final

Resumo do Raciocínio 📌
A diminuição do pH indica acidificação. Analisando os componentes do adubo pela teoria da hidrólise salina, concluímos que o nitrato de amônio (NH₄NO₃) é o único sal de caráter ácido, pois é formado a partir de um ácido forte (HNO₃) e uma base fraca (NH₄OH).

Gabarito Reafirmado 📌
A alternativa correta é a C) nitrato de amônio.

Resumo Final para Revisão 🔍
Para fixar: Para saber o pH de um sal, olhe seus “pais”. Quem for forte, dita o caráter do sal. Se ambos forem fortes (ou fracos), o resultado é neutro (ou depende). Se só um for forte, ele vence