Questão 98 — ENEM 2023 PPL

Ficha da Questão

• Matérias necessárias: Química → Hidrólise de sais (ácido forte/base fraca) + Equilíbrio iônico (pH, Ka/Kb) + Química do solo (correção e fertilização).
• Nível: Médio-alto — exige entender hidrólise salina (sal de ácido forte + base fraca = solução ácida) e combinar com a necessidade nutricional (N e/ou P).
• Tema/Habilidade BNCC: propriedades ácido-base e aplicações em solos e fertilizantes.
• Gabarito: E — (NH₄)₂SO₄.

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual sal, ao ser adicionado a um solo alcalino (pH > 7), baixa o pH para perto de 6 e também fornece nutriente (N)?"
• Palavras-chave decisivas: solo alcalino, ajustar o pH (abaixar para 6), aumentar a fertilidade, nutrientes essenciais.
• Armadilha típica: marcar D (Al₂(SO₄)₃) — acidifica sim, mas o Al³⁺ é tóxico para a maioria das plantas (causa efeitos deletérios explicitamente mencionados no enunciado).
• Critério de acerto: combinar hidrólise ácida (derruba pH) + nutriente agregado (preferencialmente N, macronutriente primário).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Hidrólise salina: quando um sal se dissocia em água, os íons podem reagir com H₂O alterando o pH.

- Sal de ácido forte + base forte (NaCl, KNO₃) → neutro (pH ≈ 7).

- Sal de ácido forte + base fraca (NH₄Cl, (NH₄)₂SO₄) → ácido (pH < 7).

- Sal de ácido fraco + base forte (Na₂CO₃, CH₃COONa) → básico (pH > 7).

- Sal de ácido fraco + base fraca (NH₄CH₃COO) → depende dos Ka/Kb.

• Por que NH₄⁺ acidifica: o cátion hidrolisa liberando H₃O⁺:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺ (libera próton → pH cai).

• Sulfato (SO₄²⁻): base conjugada de H₂SO₄ (ácido forte) → praticamente não hidrolisa → não altera pH.
• Sulfato de amônio como fertilizante: é o típico fertilizante acidificante + nitrogenado usado em solos alcalinos (cerrado corrigido, solos calcários). Fornece 21% de N na forma amoniacal.
• Alumínio e fertilidade: Al³⁺ é fitotóxico — o próprio texto adverte que o manejo visa "minimizar os efeitos deletérios do alumínio, manganês e excesso de ferro".

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "solo alcalino no qual se deseja realizar o manejo a fim de ajustar o pH" → precisa baixar pH.
• Evidência 2: "aumentar sua fertilidade" → o sal precisa também fornecer nutriente.
• Evidência 3: "minimizar os efeitos deletérios do alumínio, manganês e excesso de ferro" → elimina qualquer sal que contenha Al³⁺ ou Mn.
• Síntese: sal ideal = ácido por hidrólise + fornece N/P/K + sem Al/Mn tóxicos → (NH₄)₂SO₄.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Classificar cada sal por hidrólise

| Sal | Cátion | Ânion | Hidrólise | pH resultante |

|---|---|---|---|---|

| KNO₃ | K⁺ (base forte) | NO₃⁻ (ácido forte) | nenhuma | ≈ 7 (neutro) |

| CaCO₃ | Ca²⁺ (base forte) | CO₃²⁻ (ácido fraco) | do CO₃²⁻ | básico |

| Na₃PO₄ | Na⁺ (base forte) | PO₄³⁻ (ácido muito fraco) | do PO₄³⁻ | muito básico |

| Al₂(SO₄)₃ | Al³⁺ (base fraca) | SO₄²⁻ (ácido forte) | do Al³⁺ | ácido — mas Al³⁺ é tóxico |

| (NH₄)₂SO₄ | NH₄⁺ (base fraca) | SO₄²⁻ (ácido forte) | do NH₄⁺ | ácido — seguro e nutritivo |

Subpasso 4.2 — Descartar o básico e o tóxico

• KNO₃ é neutro → não corrige pH.
• CaCO₃ e Na₃PO₄ são básicos → piorariam o problema (usariam em solo ácido, não alcalino).
• Al₂(SO₄)₃ baixaria pH, mas acumula Al³⁺ tóxico — o próprio texto alerta contra isso.

Subpasso 4.3 — Confirmar (NH₄)₂SO₄

• Reação do cátion amônio com a água:

NH₄⁺ + H₂O ⇌ NH₃ + H₃O⁺ (libera prótons, baixa pH).

• Ao mesmo tempo, fornece N (nitrogênio) — macronutriente primário das plantas, que depois é absorvido como NH₄⁺ ou convertido a NO₃⁻ por bactérias nitrificantes.
• Benefício duplo: acidificação + fertilização nitrogenada.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) KNO₃.

❌ Incorreta. Nitrato de potássio é sal neutro (K⁺ + NO₃⁻, ambos de forte) → não corrige pH. Fornece K e N, mas não abaixa pH.

B) CaCO₃.

❌ Incorreta — efeito oposto. Carbonato de cálcio é o calcário, usado justamente para subir pH em solos ácidos. Em solo alcalino, pioraria o problema.

C) Na₃PO₄.

❌ Incorreta — efeito oposto. Fosfato de sódio é fortemente básico (PO₄³⁻ é base conjugada de H₂PO₄⁻, pKa₃ ≈ 12,4). Aumentaria ainda mais o pH.

D) Al₂(SO₄)₃.

❌ Incorreta — contém elemento fitotóxico. Sulfato de alumínio acidifica (Al³⁺ hidrolisa), mas libera Al³⁺, o cátion tóxico que o próprio enunciado diz ser alvo do manejo. Escolher esse sal contrariaria a lógica agronômica do texto.

E) (NH₄)₂SO₄. ✅ Correta.

Sulfato de amônio é o fertilizante acidificante-nitrogenado clássico. Hidrolisa o NH₄⁺ liberando H⁺ (baixa pH) e fornece N (21% em massa) como nutriente. Não contém Al nem Mn.

🏆 Gabarito: E — (NH₄)₂SO₄ acidifica o solo e fornece nitrogênio.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação: solo alcalino precisa de sal ácido por hidrólise; e, como se trata de fertilização, o sal deve trazer nutriente. (NH₄)₂SO₄ cumpre ambos.
• Padrão de cobrança ENEM: correção de solo é tema frequente (calcário para acidez, enxofre elementar ou sulfato de amônio para alcalinidade). Sempre conectar hidrólise salina + nutriente.
• Generalização: Regra dos pares —

- Ácido forte + base fraca = sal ácido (hidrólise do cátion).

- Ácido fraco + base forte = sal básico (hidrólise do ânion).

• Dica de eliminação: eliminar sais que contenham íons tóxicos (Al³⁺, Mn²⁺, metais pesados), sais neutros (KNO₃, NaCl) e sais básicos (carbonatos, fosfatos de alcalinos). Sobra o sal nitrogenado de amônio.
• Conexões: correção de solo (calagem x gessagem x sulfatagem), ciclo do nitrogênio, nitrificação (Nitrosomonas, Nitrobacter), acidez trocável, saturação por bases.