Questão 109 do ENEM 2020 — Química
A presença de substâncias ricas em enxofre, como a pirita (FeS2), em áreas de mineração, provoca um dos mais preocupantes impactos causados pela exploração dos recursos naturais da crosta terrestre. Em contato com o oxigênio atmosférico, o sulfeto sofre oxidação em diversas etapas até formar uma solução aquosa conhecida como drenagem ácida de minas, de acordo com a equação química descrita.
4 FeS2 (s) + 15 O2 (g) + 2 H2O (l) → 2 Fe2(SO4)3 (aq) + 2 H2SO4 (aq)
Um dos processos de intervenção nesse problema envolve a reação do resíduo ácido com uma substância básica, de baixa solubilidade em meio aquoso, e sem a geração de subprodutos danosos ao meio ambiente.
FIGUEIREDO, B. R. Minérios e ambientes. Campinas: Unicamp, 2000.
Esse processo de intervenção é representado pela equação química:
Resolução comentada
A questão pede a equação que representa a neutralização do ácido sulfúrico da drenagem ácida por uma substância básica pouco solúvel, sem subprodutos que agridam o ambiente.
O resíduo é ácido (contém H₂SO₄), então o reagente deve ser uma base ou um óxido básico, e os produtos não podem incluir gases nocivos nem substâncias perigosas.
Reação com óxido de cálcio (cal virgem): CaO (s) + H₂SO₄ (aq) → CaSO₄ (aq) + H₂O (l).
O óxido básico consome o ácido, os produtos são um sal de cálcio e água, e nenhum gás é liberado. A equação está balanceada: 1 Ca, 1 S, 5 O e 2 H em cada lado.
A resposta é CaO (s) + H₂SO₄ (aq) → CaSO₄ (aq) + H₂O (l). A equação Ca (s) + 2 H₂O (l) → Ca(OH)₂ (aq) + H₂ (g) não envolve o ácido e libera hidrogênio, gás inflamável. A equação com CaCO₃ neutraliza o ácido, mas libera CO₂ (g), gás do efeito estufa, justamente o subproduto danoso que o enunciado exclui. A equação CaSO₄ (s) + H₂SO₄ (aq) → Ca²⁺ + 2 H⁺ + 2 SO₄²⁻ só dissolve o sal e gera ainda mais íons H⁺, ou seja, mais acidez. E a equação de Ca(HCO₃)₂ + 2 H₂O não usa o ácido do resíduo e também libera CO₂.