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Questão 74 do ENEM 2013

1º dia · Ciências da Natureza · H8 · Química: Eletrólise

Eu também podia decompor a água, se fosse salgada ou acidulada, usando a pilha de Daniell como fonte de força. Lembro o prazer extraordinário que sentia ao decompor um pouco de água em uma taça para ovos quentes, vendo-a separar-se em seus elementos, o oxigênio em um eletrodo, o hidrogênio no outro. A eletricidade de uma pilha de 1 volt parecia tão fraca, e no entanto podia ser suficiente para desfazer um composto químico, a água...

SACKS, O. Tio Tungstênio: memórias de uma infância química. São Paulo: Cia. das Letras, 2002.

O fragmento do romance de Oliver Sacks relata a separação dos elementos que compõem a água. O princípio do método apresentado é utilizado industrialmente na

  1. A
    obtenção de ouro a partir de pepitas.
  2. B
    obtenção de calcário a partir de rochas.
  3. C
    obtenção de alumínio a partir da bauxita.
  4. D
    obtenção de ferro a partir de seus óxidos.
  5. E
    obtenção de amônia a partir de hidrogênio e nitrogênio.
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Resolução comentada

O método descrito é a eletrólise: uma corrente elétrica fornecida por uma pilha força uma reação não espontânea, decompondo a água em \ce{H2} e \ce{O2}, cada gás em um eletrodo.

Para usar esse princípio na indústria, o processo precisa decompor um composto com corrente elétrica. Vamos testar as alternativas:

  1. Ouro em pepitas: já está na forma metálica (nativo), então só há separação física, sem reação.
  2. Calcário a partir de rochas: é extração mineral, sem eletrólise.
  3. Alumínio a partir da bauxita: a bauxita fornece \ce{Al2O3} (alumina). O \ce{Al} é um metal muito reativo, e nenhum redutor químico comum, como o carbono, consegue reduzir seu óxido de modo econômico. Por isso a alumina, fundida, sofre eletrólise ígnea: \ce{Al^{3+}} é reduzido a \ce{Al} no cátodo, e o oxigênio é liberado no ânodo.
  4. Ferro a partir de óxidos: ocorre no alto-forno, com redução pelo carbono/CO, um processo térmico e químico, não eletrolítico.
  5. Amônia: é a síntese de Haber-Bosch, \ce{N2 + 3H2 -> 2NH3}, feita com catalisador, pressão e temperatura, sem corrente elétrica.

Assim, só a obtenção do alumínio usa o mesmo princípio da decomposição da água pela pilha.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Ao ouro nativo só é separado fisicamente das rochas, sem reação de decomposição por corrente elétrica.
  • Bcalcário é extraído de rochas por mineração, sem eletrólise.
  • Do ferro é obtido no alto-forno por redução com carbono/CO, processo térmico, não eletrolítico.
  • Ea amônia é sintetizada pelo processo Haber-Bosch, com catalisador, pressão e temperatura, sem eletrólise.

Assunto: Eletrólise.

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