Questão 129 do ENEM 2024 — Química
O ácido sulfúrico é uma das principais substâncias produzidas industrialmente no mundo. O esquema apresenta, de forma simplificada, as etapas de sua produção.
Em qual etapa ocorre a conversão química do enxofre (S) para o seu maior estado de oxidação?
Resolução comentada
A questão pede em qual etapa da produção do ácido sulfúrico o enxofre atinge seu maior estado de oxidação, o que exige acompanhar o número de oxidação (Nox) do enxofre ao longo do processo.
O enxofre elementar (S) tem Nox 0. No processo industrial de contato, ele é queimado e vira SO₂ (Nox +4); depois, o SO₂ é oxidado a SO₃ (Nox +6), que é absorvido e dá origem ao H₂SO₄ (Nox +6). O Nox +6 é o máximo do enxofre, porque ele tem seis elétrons de valência.
Contas de Nox:
S → SO₂: S + O₂ → SO₂, com Nox 0 → +4 (oxidação parcial)
SO₂ → SO₃: 2 SO₂ + O₂ ⇌ 2 SO₃, com Nox +4 → +6, em presença de catalisador (V₂O₅)
SO₃ → H₂SO₄ (via oleum): o Nox permanece +6.
A resposta é a etapa 2, em que o SO₂ é convertido em SO₃ e o enxofre chega ao Nox +6. Na etapa da queima do enxofre, ele só chega ao +4. As etapas posteriores, de absorção e diluição, envolvem apenas reações em que o Nox +6 se mantém, sem nova oxidação do enxofre.