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Questão 134 do ENEM PPL 2020
A presença de substâncias ricas em enxofre, como a pirita (\text{FeS}_2), em áreas de mineração, provoca um dos mais preocupantes impactos causados pela exploração dos recursos naturais da crosta terrestre. Em contato com o oxigênio atmosférico, o sulfeto sofre oxidação em diversas etapas até formar uma solução aquosa conhecida como drenagem ácida de minas, de acordo com a equação química descrita.
Um dos processos de intervenção nesse problema envolve a reação do resíduo ácido com uma substância básica, de baixa solubilidade em meio aquoso, e sem a geração de subprodutos danosos ao meio ambiente.
FIGUEIREDO, B. R. Minérios e ambientes. Campinas: Unicamp, 2000.
Esse processo de intervenção é representado pela equação química:
- A\ce{Ca (s) + 2 H2O (l) -> Ca(OH)2 (aq) + H2 (g)}.
- B\ce{CaO (s) + H2SO4 (aq) -> CaSO4 (aq) + H2O (l)}.
- C\ce{CaCO3 (s) + H2SO4 (aq) -> CaSO4 (aq) + H2O (l) + CO2 (g)}.
- D\ce{CaSO4 (s) + H2SO4 (aq) -> Ca^{2+} (aq) + 2 H+ (aq) + 2 SO4^{2-} (aq)}.
- E\ce{Ca(HCO3)2 (s) + 2 H2O (l) -> Ca(OH)2 (aq) + 2 H2O (l) + 2 CO2 (g)}.
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Resolução comentada
A drenagem ácida contém ácido sulfúrico, \ce{H2SO4}. Para reduzir sua acidez, é preciso consumir esse ácido em uma reação de neutralização: uma substância de caráter básico reage com o ácido, formando sal e água.
O óxido de cálcio, \ce{CaO}, é um óxido básico, pouco solúvel em água, que reage com o ácido sulfúrico conforme a equação:
Nessa reação, cada mol de óxido de cálcio consome um mol de ácido sulfúrico. Os produtos são sulfato de cálcio e água, sem a liberação de gases prejudiciais ao ambiente. Assim, a equação atende aos critérios apresentados.
O carbonato de cálcio também neutralizaria o ácido, mas produziria \ce{CO2}, gás associado à intensificação do efeito estufa. Por isso, não atende à exigência sobre os subprodutos.
Já o cálcio metálico reage com água, não com o resíduo ácido na equação apresentada. O sulfato de cálcio não neutraliza o ácido, e a última equação também não mostra seu consumo.
Alternativa B.
Pegadinha: A alternativa C pode enganar porque o carbonato neutraliza o ácido, mas a liberação de CO2 contraria a exigência de não gerar subprodutos danosos.
Por que as outras alternativas estão erradas
- AMostra a reação do cálcio metálico com água, sem consumir o ácido do resíduo.
- CNeutraliza o ácido, mas libera dióxido de carbono, associado à intensificação do efeito estufa.
- DNão neutraliza o ácido e mantém íons H+ na solução.
- ENão representa o consumo do ácido sulfúrico e ainda libera dióxido de carbono.
Assunto: Neutralização e reações ácido-base.
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