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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 62 do ENEM 2011

1º dia · Ciências da Natureza · H9 · Química: Cálculo estequiométrico

A eutrofização é um processo em que rios, lagos e mares adquirem níveis altos de nutrientes, especialmente fosfatos e nitratos, provocando posterior acúmulo de matéria orgânica em decomposição. Os nutrientes são assimilados pelos produtores primários e o crescimento desses é controlado pelo nutriente limítrofe, que é o elemento menos disponível em relação à abundância necessária à sobrevivência dos organismos vivos. O ciclo representado na figura seguinte reflete a dinâmica dos nutrientes em um lago.

Esquema da dinâmica de nutrientes em um lago, mostrando a entrada e assimilação de carbono, nitrogênio, fósforo e microelementos por produtores primários nas razões atômicas de 106: 16: 1, além dos processos de crescimento de peixes, sedimentação e decomposição bacteriana.

SPIRO, T. G.; STIGLIANI, W. M. Química Ambiental. São Paulo: Pearson Education do Brasil, 2008 (adaptado).

A análise da água de um lago que recebe a descarga de águas residuais provenientes de lavouras adubadas revelou as concentrações dos elementos carbono (21{,}2\ \text{mol/L}), nitrogênio (1{,}2\ \text{mol/L}) e fósforo (0{,}2\ \text{mol/L}). Nessas condições, o nutriente limítrofe é o

  1. A
    C.
  2. B
    N.
  3. C
    P.
  4. D
    \ce{CO2}.
  5. E
    \ce{PO4^{3-}}.
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Resolução comentada

O nutriente limítrofe é aquele que está menos disponível em relação ao que os organismos precisam. Os produtores primários assimilam C, N e P na razão atômica 106:16:1. Então, para cada 1 mol de P, são necessários 106 mol de C e 16 mol de N.

Para comparar, calculamos quanto de "crescimento" cada elemento sustentaria, dividindo a concentração medida pela proporção exigida:

  1. Carbono: \dfrac{21{,}2}{106} = 0{,}2
  2. Nitrogênio: \dfrac{1{,}2}{16} = 0{,}075
  3. Fósforo: \dfrac{0{,}2}{1} = 0{,}2

O menor valor é o do nitrogênio (0{,}075): ele se esgota primeiro e trava o crescimento, mesmo havendo C e P sobrando em relação a ele.

Como conferência: com 0{,}2 mol/L de P, seriam necessários 0{,}2 \times 16 = 3{,}2 mol/L de N, mas só há 1{,}2. Já o C exigido seria 0{,}2 \times 106 = 21{,}2 mol/L, exatamente o que existe. Portanto, falta N.

As opções \ce{CO2} e \ce{PO4^{3-}} são formas químicas, e a questão compara elementos.

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa C engana quem olha só a menor concentração (fósforo, 0{,}2 mol/L) e esquece de comparar com a razão 106:16:1 exigida pelos organismos.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO carbono tem 21{,}2/106 = 0{,}2, valor maior que o do nitrogênio; ele é abundante, não limitante.
  • CEscolhe o P por ter a menor concentração absoluta (0{,}2 mol/L), sem dividir pela razão de assimilação.
  • D\ce{CO2} é a fonte de carbono, que não é limitante; e a questão pede um elemento.
  • E\ce{PO4^{3-}} é a forma do fósforo, e o fósforo não é o limitante nessas concentrações.

Assuntos: Cálculo estequiométrico, Água: poluição e tratamento.

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