PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 121 do ENEM 2023

2º dia · Ciências da Natureza · H4 · Química: Ligações iônica e metálica

Os solos amazônicos, ricos em silicato, não são apropriados para o cultivo por serem incapazes de reter nutrientes. Contudo, descobertas arqueológicas têm demonstrado que os antigos habitantes da Amazônia dominavam a técnica de preparo de um insumo agrícola natural, denominado terra preta. Esse insumo era constituído principalmente de uma espécie de biocarvão (biochar) obtido da queima de matéria orgânica, como troncos de árvores, pedaços de ossos e esterco, capaz de manter um solo fértil por anos.

Admite-se que o efeito do biocarvão na fertilização do solo estava, em parte, relacionado à presença de grupos orgânicos do tipo carboxilato em sua superfície, carregados negativamente (—\ce{COO-}). Esses grupos atraem íons positivos necessários como nutrientes, tais quais os provenientes do potássio (K), do cálcio (Ca) e do magnésio (Mg), além de micronutrientes, como zinco (Zn) e ferro (Fe). Essa ligação no solo fertilizado é predominantemente iônica, conforme ilustra a figura, em que \text{M}^{n+} representa os cátions metálicos. De acordo com a escala de Pauling, a eletronegatividade do elemento oxigênio é igual a 3{,}44.

Estrutura do solo com biocarvão contendo o grupo carboxilato \xrightarrow{\quad\text{M}^{n+}\quad} Estrutura do solo fertilizado com o cátion metálico interagindo com o grupo carboxilato

O quadro apresenta os valores de eletronegatividade desses cinco elementos metálicos.

Elemento metálico Eletronegatividade
K 0,82
Ca 1,00
Mg 1,31
Zn 1,65
Fe 1,83

MICHALOVIC, M. Ancient Soil Chemists of the Amazon. ChemMatters, fev. 2009 (adaptado).

O cátion que resultará em uma interação de maior caráter iônico com o ânion carboxilato será aquele proveniente do elemento

  1. A
    potássio.
  2. B
    cálcio.
  3. C
    magnésio.
  4. D
    zinco.
  5. E
    ferro.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O caráter iônico de uma ligação depende da diferença de eletronegatividade entre os átomos. Quanto maior essa diferença, mais o par de elétrons fica deslocado para o átomo mais eletronegativo e mais a ligação se aproxima de uma transferência completa de elétrons, ou seja, de uma ligação iônica. Quando a diferença é pequena, os elétrons são mais compartilhados e a ligação ganha caráter covalente.

Aqui, o oxigênio do carboxilato tem eletronegatividade 3{,}44. Calculamos a diferença \Delta = 3{,}44 - \text{EN}_{\text{metal}} para cada metal:

  1. K: 3{,}44 - 0{,}82 = 2{,}62
  2. Ca: 3{,}44 - 1{,}00 = 2{,}44
  3. Mg: 3{,}44 - 1{,}31 = 2{,}13
  4. Zn: 3{,}44 - 1{,}65 = 1{,}79
  5. Fe: 3{,}44 - 1{,}83 = 1{,}61

A maior diferença é a do potássio, 2{,}62. Logo, o metal menos eletronegativo é o que forma a interação de maior caráter iônico com o carboxilato.

Alternativa A.

Pegadinha: A alternativa E engana quem associa maior eletronegatividade a maior caráter iônico; o que importa é a diferença, e ela é maior com o metal menos eletronegativo.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BO cálcio tem diferença de 2,44, menor que a do potássio (2,62).
  • CO magnésio tem diferença de 2,13, menor que a do potássio.
  • DO zinco tem diferença de 1,79, bem menor; seu caráter é mais covalente.
  • EO ferro, o mais eletronegativo da lista, dá a menor diferença (1,61) e o menor caráter iônico.

Assuntos: Ligações iônica e metálica, Propriedades periódicas.

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