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Questão 100 do ENEM 2020

2º dia · Ciências da Natureza · H26 · Química: Neutralização e reações ácido-base

Nos dias atuais, o amplo uso de objetos de plástico gera bastante lixo, que muitas vezes é eliminado pela população por meio da queima. Esse procedimento é prejudicial ao meio ambiente por lançar substâncias poluentes. Para constatar esse problema, um estudante analisou a decomposição térmica do policloreto de vinila (PVC), um tipo de plástico, cuja estrutura é representada na figura.

Fórmula estrutural da unidade de repetição do policloreto de vinila (PVC), composta por dois átomos de carbono ligados entre si por ligação simples, com dois hidrogênios no primeiro carbono, e um cloro e um hidrogênio no segundo carbono, contida entre colchetes com índice n. Abaixo, a legenda "Policloreto de vinila (PVC)".

Para realizar esse experimento, o estudante colocou uma amostra de filme de PVC em um tubo de ensaio e o aqueceu, promovendo a decomposição térmica. Houve a liberação majoritária de um gás diatômico heteronuclear que foi recolhido em um recipiente acoplado ao tubo de ensaio. Esse gás, quando borbulhado em solução alcalina diluída contendo indicador ácido-base, alterou a cor da solução. Além disso, em contato com uma solução aquosa de carbonato de sódio (\ce{Na2CO3}), liberou gás carbônico.

Qual foi o gás liberado majoritariamente na decomposição térmica desse tipo de plástico?

  1. A
    \ce{H2}
  2. B
    \ce{Cl2}
  3. C
    \ce{CO}
  4. D
    \ce{CO2}
  5. E
    \ce{HCl}
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Resolução comentada

O enunciado dá três pistas sobre o gás.

  1. Diatômico heteronuclear: a molécula tem dois átomos de elementos diferentes. Isso elimina \ce{H2} e \ce{Cl2}, que são homonucleares. \ce{CO2} também sai, pois é triatômico.

  2. Origem no PVC: a unidade de repetição contém apenas C, H e Cl. Na decomposição térmica, o H e o Cl de carbonos vizinhos são eliminados juntos, formando \ce{HCl} e deixando ligações duplas na cadeia. Esse gás é diatômico e heteronuclear.

  3. Comportamento ácido: o gás alterou a cor do indicador em solução alcalina diluída, o que indica que neutralizou a base, ou seja, é ácido. Em água, o \ce{HCl} é um ácido forte.

A última pista confirma a conclusão. Um ácido forte reage com carbonato de sódio e libera gás carbônico:

\ce{2 HCl + Na2CO3 -> 2 NaCl + H2O + CO2}

O \ce{CO} também é diatômico e heteronuclear, mas não é ácido, e o PVC não tem oxigênio para formá-lo em quantidade majoritária. Ele também não desloca o \ce{CO2} do carbonato.

O gás liberado é o cloreto de hidrogênio.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa D engana porque o \ce{CO2} aparece no enunciado, mas como produto da reação com o carbonato de sódio, não como gás liberado pelo PVC.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A\ce{H2} é diatômico homonuclear e não é ácido, então não reage com carbonato.
  • B\ce{Cl2} é diatômico homonuclear, contrariando a primeira pista.
  • C\ce{CO} é heteronuclear, mas não é ácido e não tem fonte de oxigênio no PVC.
  • D\ce{CO2} é triatômico; ele é o gás liberado na reação com o carbonato, não o produzido pelo PVC.

Assuntos: Neutralização e reações ácido-base, Ácidos e bases.

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