ENEM 2023 — Questão 104: Ciências da Natureza
Resposta: alternativa A
potássio.
Para entender qual cátion metálico resultará em uma interação de maior caráter iônico com o ânion carboxilato, é fundamental compreender o conceito de eletronegatividade.
Ancient Soil Chemists of the Amazon
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 (ligação simples COO de carga negativa). Esses grupos atraem íons positivos necessários como nutrientes, tais quais os provenientes do potássio, do cálcio e do magnésio, além de micronutrientes, como zinco e ferro. Essa ligação no solo fertilizado é predominantemente iônica, conforme ilustra a figura, em que M de carga n positiva representa os cátions metálicos. De acordo com a escala de Pauling, a eletronegatividade do elemento oxigênio é igual a 3,44.
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 |
O cátion que resultará em uma interação de maior caráter iônico com o ânion carboxilato será aquele proveniente do elemento
Resolução comentada da questão 104 do ENEM 2023
Resolução
Para entender qual cátion metálico resultará em uma interação de maior caráter iônico com o ânion carboxilato, é fundamental compreender o conceito de eletronegatividade. A eletronegatividade é a capacidade de um átomo de atrair elétrons em uma ligação química. Quanto maior a eletronegatividade de um elemento, mais forte será sua atração por elétrons. Em interações iônicas, um elemento com baixa eletronegatividade tende a perder elétrons, formando cátions, enquanto um elemento com alta eletronegatividade tende a ganhar elétrons, formando ânions.
Na tabela apresentada, observamos os valores de eletronegatividade dos cátions metálicos: potássio (K) com 0,82, cálcio (Ca) com 1,00, magnésio (Mg) com 1,31, zinco (Zn) com 1,65 e ferro (Fe) com 1,83. O potássio, com a menor eletronegatividade, é o que mais facilmente perde elétrons, formando um cátion positivo (K⁺) que interage com o ânion carboxilato. Essa interação, sendo predominantemente iônica, é mais forte quando o cátion tem menor eletronegatividade, pois a diferença de eletronegatividade entre o cátion e o ânion é maior, resultando em uma ligação mais iônica.
Portanto, o cátion proveniente do elemento potássio (K) é aquele que resultará em uma interação de maior caráter iônico com o ânion carboxilato, tornando a alternativa (A) a correta.
Por que as outras alternativas estão erradas
(A) Esta é a alternativa correta — ver acima.
(B) O cálcio (Ca), com eletronegatividade de 1,00, é mais eletronegativo que o potássio. Embora também forme um cátion (Ca²⁺), sua interação com o ânion carboxilato não será tão forte quanto a do potássio, pois a diferença de eletronegatividade é menor.
(C) O magnésio (Mg), com eletronegatividade de 1,31, tem uma capacidade de atrair elétrons maior que a do potássio. Assim, a interação iônica com o ânion carboxilato será menos pronunciada do que a do potássio, tornando-o uma opção menos favorável.
(D) O zinco (Zn), com eletronegatividade de 1,65, também é mais eletronegativo que o potássio. Isso significa que sua tendência a atrair elétrons é maior, resultando em uma interação menos iônica com o ânion carboxilato em comparação ao potássio.
(E) O ferro (Fe), com eletronegatividade de 1,83, é o mais eletronegativo entre as opções. Sua capacidade de atrair elétrons é muito alta, o que resulta em uma interação ainda menos iônica com o ânion carboxilato, tornando-o a alternativa menos adequada.
Conceito-chave para revisar
A questão aborda o conceito de eletronegatividade e sua relação com a formação de ligações iônicas. Para aprofundar-se, estude a tabela periódica e as propriedades dos elementos, focando em como a eletronegatividade influencia as interações químicas.
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