PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 77 do ENEM PPL 2010

1º dia · Ciências da Natureza · Química: Propriedades periódicas

O cádmio, presente nas baterias, pode chegar ao solo quando esses materiais são descartados de maneira irregular no meio ambiente ou quando são incinerados. Diferentemente da forma metálica, os íons \ce{Cd^{2+}} são extremamente perigosos para o organismo, pois eles podem substituir íons \ce{Ca^{2+}}, ocasionando uma doença degenerativa nos ossos, tornando-os muito porosos e causando dores intensas nas articulações. Podem ainda inibir enzimas ativadas pelo cátion \ce{Zn^{2+}}, que são extremamente importantes para o funcionamento dos rins. A figura mostra a variação do raio de alguns metais e seus respectivos cátions.

Esferas ilustrando raios atômicos e iônicos em picômetros (pm): átomos metálicos Ca (197 pm), Na (191 pm), Cd (152 pm), Al (143 pm) e Zn (137 pm); e cátions correspondentes Ca²⁺ (100 pm), Na¹⁺ (102 pm), Cd²⁺ (103 pm), Al³⁺ (53 pm) e Zn²⁺ (83 pm).

FIGURA 1: Raios atômicos e iônicos de alguns metais.

ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2001 (adaptado).

Com base no texto, a toxicidade do cádmio em sua forma iônica é consequência de esse elemento

  1. A
    apresentar baixa energia de ionização, o que favorece a formação do íon e facilita sua ligação a outros compostos.
  2. B
    possuir tendência de atuar em processos biológicos mediados por cátions metálicos com cargas que variam de +1 a +3.
  3. C
    possuir raio e carga relativamente próximos aos de íons metálicos que atuam nos processos biológicos, causando interferência nesses processos.
  4. D
    apresentar raio iônico grande, permitindo que ele cause interferência nos processos biológicos em que, normalmente, íons menores participam.
  5. E
    apresentar carga +2, o que permite que ele cause interferência nos processos biológicos em que, normalmente, íons com cargas menores participam.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O texto diz que o \ce{Cd^{2+}} substitui o \ce{Ca^{2+}} nos ossos e inibe enzimas que dependem do \ce{Zn^{2+}}. Para um íon ocupar o lugar de outro, ele precisa ter tamanho e carga parecidos, pois assim se encaixa nos mesmos sítios biológicos.

Confira na figura os raios iônicos:

  1. \ce{Cd^{2+}}: 103 pm, carga +2.
  2. \ce{Ca^{2+}}: 100 pm, carga +2. Raio quase igual e mesma carga.
  3. \ce{Zn^{2+}}: 83 pm, carga +2. Raio um pouco menor, mas ainda próximo, e mesma carga.

Assim, o cádmio "se passa" por cálcio e por zinco, ocupando o lugar deles e interferindo nos processos em que eles atuam. Essa semelhança de raio e carga é a causa da toxicidade.

Observe que o raio do \ce{Cd^{2+}} (103 pm) não é especialmente grande: é igual ao do \ce{Na^{+}} (102 pm) e maior apenas que o do \ce{Zn^{2+}} e o do \ce{Al^{3+}}. A carga +2 também é a mesma do cálcio e do zinco, não menor.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AA energia de ionização não aparece no texto nem na figura, e a toxicidade vem da semelhança com outros íons, não da facilidade de formar o íon.
  • BO texto cita apenas \ce{Ca^{2+}} e \ce{Zn^{2+}}, ambos +2; não há base para dizer que o cádmio atua em processos de cátions de +1 a +3.
  • DO raio de 103 pm não é grande; é praticamente igual ao do \ce{Ca^{2+}}, e a interferência vem da semelhança, não de ser maior.
  • EOs íons substituídos, \ce{Ca^{2+}} e \ce{Zn^{2+}}, também têm carga +2, e não menor.

Assunto: Propriedades periódicas.

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