Questão 125 Enem 2022 - dia 2 - Matemática e Ciências da natureza

Questão 125

Reações Inorgânicas

Os riscos apresentados pelos produtos dependem de suas propriedades e da reatividade quando em cantata com outras substâncias. Para prevenir os riscos devido à natureza química dos produtos, devemos conhecer a lista de substâncias incompatíveis e de uso cotidiano em fábricas, hospitais e laboratórios, a fim de observar cuidados na estocagem, manipulação e descarte. O quadro elenca algumas dessas incompatibilidades, que podem levar à ocorrência de acidentes.

Considere que houve o descarte indevido de dois conjuntos de substâncias:

(1) ácido clorídrico concentrado com cianeto de potássio;

(2) ácido nítrico concentrado com sacarose.

Disponível em: www.fiocruz.br. Acesso em: 6 dez. 2017 (adaptado).

O descarte dos conjuntos (1) e (2) resultará, respectivamente, em

a)	liberação de gás tóxico e reação oxidativa forte.
b)	reação oxidativa forte e liberação de gás tóxico.
c)	formação de sais tóxicos e reação oxidativa forte.
d)	liberação de gás tóxico e liberação de gás oxidante.
e)	formação de sais tóxicos e liberação de gás oxidante.

Resolução

O ácido clorídrico, $H C l$ , é um ácido inorgânico (ácido mineral) com alto grau de ionização, sendo classificado como ácido forte. O cianeto de potássio, $K C N$ , é um sal visto que sua estrutura é formada por um cátion ( $K^{+}$ ) e um ânion ( $C N^{-}$ ). Visto que ambas substâncias são compostas e se apresentam na forma iônica quando em solução, podemos concluir que a reação entre eles será de dupla-troca conforme apresentado a seguir:

$H C l_{(a q)} + K C N_{(s)} \to K C l_{(a q)} + H C N_{(g)}$

Analisando os produtos formados vemos que um deles é o ácido cianídrico ( $H C N$ ), também conhecido cianureto de hidrogênio, que é um composto de alta volatilidade e de grande toxicidade, esta última característica é decorrente da ação do íon cianeto ( $C N^{-}$ ) no organismo, a qual interrompe o processo de respiração celular.

No segundo conjunto de substâncias, o ácido nítrico ( $H N O_{3}$ ) é um agente oxidante forte, visto que apresenta um átomo de nitrogênio de alto valor de nox (+5), o qual tem alta tendência de atrair elétrons de outra espécie para reduzir e, consequentemente, causar a oxidação do outro composto. A sacarose é uma matéria orgânica que apresenta grupamentos que podem sofrer oxidação, por exemplo, os grupos hidróxi ( $O H$ ) da função álcool (carboidratos são poliálcoois), os quais podem oxidar à aldeídos e ácidos carboxílicos. Segundo a tabela fornecida, essa reação tende a ser enérgica.

Portanto, podemos concluir que no conjunto de substâncias (1) teremos a liberação de um gás tóxico ( $H C N$ ) e que no conjunto de substâncias (2) o ácido nítrico concentrado provocará uma reação oxidativa forte na sacarose.

Observação: a reação do conjunto (2), entre ácido nítrico e sacarose, não é alvo de estudos no ensino médio e, portanto, era esperado apenas que o candidato fosse capaz de relacionar as informações da tabela com as características das substâncias, atentando-se para o fato do ácido nítrico ser um agente oxidante e a sacarose um composto orgânico. No entanto, analisando a reação mais conhecida desse processo temos:

$36 H N O_{3} + C_{12} H_{22} O_{11} \to 36 N O_{2} + 6 H_{2} C_{2} O_{4} + 23 H_{2} O$

Pela transformação acima, podemos evidenciar a oxidação da função álcool presente no sacarose ( $C_{12} H_{22} O_{11}$ ) para a função ácido carboxílico presente no ácido oxálico ( $H_{2} C_{2} O_{4}$ ), conforme destacado a seguir: