Questão 100 — ENEM 2025 BelémCaderno azul · 2º Dia
A identificação e/ou quantificação de moléculas em amostras é de extrema relevância durante um trabalho de perícia criminal. Uma maneira simples e muito útil de se fazer essa análise é reconhecer a região do espectro eletromagnético em que essas moléculas absorvem radiação. A região da luz visível vai de 400 nm a 700 nm, sendo o infravermelho a região acima de 700 nm. Uma maior concentração das substâncias está relacionada com uma maior quantidade de radiação absorvida. Dependendo da natureza da molécula e do meio onde ela se encontra, essa absorção de radiação ocorre em diferentes comprimentos de onda e com diferentes absorbâncias. Um perito avaliou três amostras de mesma concentração de uma substância em diferentes valores de pH e obteve as curvas seguintes.
De acordo com o gráfico, pode-se concluir que a elevação do pH aumenta a
Alternativas
Resolução
📋 Ficha da Questão
- 📚 Matérias Necessárias: Química → Físico-Química / Espectroscopia (absorbância e influência do pH)
- ⚡ Nível: Médio — exige leitura de gráfico de absorbância vs. comprimento de onda e interpretação direta
- 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Interação matéria-radiação, absorção e energia (competência de área 5, H19)
- 🏆 Gabarito: [LETRA] — revelado após resolução completa
🔎 Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando
- Comando reformulado: "Observando as três curvas de absorbância a diferentes pH (5, 9, 13), o que a elevação do pH AUMENTA?"
- Palavras-chave decisivas: mesma concentração, diferentes pH, absorbância, elevação do pH aumenta...
- Armadilha típica: deduzir que, se a absorbância aumenta, então a concentração aumentou (Lei de Lambert-Beer) — mas o enunciado GARANTE que a concentração é a MESMA. Logo, o que muda é a INTERAÇÃO da molécula com a radiação.
- O que a resposta precisa demonstrar: a absorbância representa a ENERGIA (ou quantidade de fótons) absorvida pela amostra; se a absorbância cresce com o pH, cresce a quantidade de energia absorvida.
📚 Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais
- Absorbância (A): A = log(I₀/I) = ε·c·l (Lei de Lambert-Beer), onde ε = absortividade molar, c = concentração, l = caminho óptico.
- Concentração constante (c fixa) e caminho óptico fixo: variação de A depende de ε (propriedade da molécula em dado comprimento de onda).
- Efeito do pH: pH altera a forma química (protonada/desprotonada) → muda a estrutura eletrônica → muda ε → muda a absorbância.
- Relação energia-absorbância: maior absorbância → maior fração de fótons absorvidos → maior energia absorvida pela amostra.
- Região do visível: 400–700 nm; infravermelho: >700 nm. O gráfico vai de 520 a 900 nm (visível ao IV próximo).
- Leitura do gráfico: pH 5 (laranja, ~0,07 máx.) < pH 9 (azul, ~0,19) < pH 13 (vermelha tracejada, ~0,26 máx.).
🧭 Passo 3 — Decodificação do Enunciado
- Evidência 1: "três amostras de MESMA CONCENTRAÇÃO... em diferentes valores de pH" → a concentração não muda; o que muda é a forma química/ε.
- Evidência 2: "maior concentração... maior quantidade de radiação absorvida" → esclarece a relação Lei de Lambert-Beer, mas serve apenas para enfatizar que c é constante nas três curvas.
- Evidência 3: gráfico → pH crescente = absorbância crescente (especialmente nos picos da região visível).
- Síntese: elevar pH de 5 → 9 → 13 eleva a absorbância. Como a concentração é fixa, o aumento da absorbância significa aumento da ENERGIA ABSORVIDA.
🧠 Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)
Subpasso 4.1 — Aplicar Lambert-Beer A = ε · c · l Com c e l fixos, A depende apenas de ε (coeficiente de absortividade molar em cada comprimento de onda). Se A aumenta com o pH, ε aumenta — reflete mudança na estrutura eletrônica da molécula (ex.: desprotonação → deslocalização π maior → absorção mais intensa).
Subpasso 4.2 — Relacionar absorbância com energia absorvida A energia E de um fóton é E = h·ν = h·c/λ. A energia TOTAL absorvida pela amostra é proporcional ao número de fótons absorvidos × energia por fóton. Como a absorbância mede a fração (log) de fótons retidos pela amostra, maior A em dado comprimento de onda → maior quantidade de fótons absorvidos → MAIOR QUANTIDADE DE ENERGIA ABSORVIDA.
Subpasso 4.3 — Checar cada alternativa
- A) reatividade: não se mede diretamente pelo espectro UV-VIS; o gráfico não informa sobre reações.
- B) quantidade de energia absorvida: coerente com absorbância ↑.
- C) [H₃O⁺]: elevar o pH DIMINUI [H₃O⁺] (pH = −log[H⁺]). Inverte a lógica.
- D) absorbância na região do INFRAvermelho (>700 nm): olhando o gráfico, na faixa IV (>700 nm) a maior absorbância, de fato, ocorre... mas o que CRESCE mais claramente com o pH (picos maiores e em toda a faixa visível) é a absorbância total/energia. A alternativa D restringe à faixa IV, o que é impreciso: pH 13 tem pico MAIOR na região visível (em torno de 640 nm) e suas ABSORBÂNCIAS no IV caem a partir de ~800 nm. Logo, não é "na região do IV" que a mudança predominante ocorre. O conceito correto é a energia total absorvida.
- E) quantidade de moléculas: o enunciado afirma concentração constante → invalida E.
Subpasso 4.4 — Verificação
- pH 5 pico ≈ 0,07 (baixa energia absorvida).
- pH 9 pico ≈ 0,19.
- pH 13 pico ≈ 0,26. Portanto, elevação do pH ↔ aumento da quantidade de energia absorvida → alternativa B.
✅❌ Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas
A) reatividade da substância. ❌ Incorreta: reatividade química não é medida direta por absorbância UV-VIS. O gráfico informa sobre absorção de radiação, e não sobre velocidade ou facilidade de reação.
B) quantidade de energia absorvida. ✅ Correta: absorbância é proporcional à fração de fótons retidos pela amostra. Com concentração fixa, absorbância maior = mais fótons absorvidos = MAIOR ENERGIA ABSORVIDA pela amostra. O gráfico mostra: pH 5 < pH 9 < pH 13 em absorbância → energia absorvida cresce com o pH.
C) concentração de íons H₃O⁺ no sistema. ❌ Incorreta: inverte a definição. pH = −log[H⁺]. Elevar pH equivale a REDUZIR [H₃O⁺]. De pH 5 para pH 13 a [H⁺] cai 10⁸ vezes.
D) absorbância na região do infravermelho. ❌ Incorreta: o gráfico mostra que a maior variação com o pH ocorre na região VISÍVEL (≈600–700 nm). Na região IV (>800 nm), as curvas convergem e caem — não é o trecho onde o aumento é mais pronunciado. A conclusão correta é global (energia absorvida), não restrita ao IV.
E) quantidade de moléculas da substância no meio. ❌ Incorreta: o enunciado EXPLICITAMENTE afirma "três amostras de MESMA CONCENTRAÇÃO". Logo, o número de moléculas é constante.
🏆 Gabarito: B — a elevação do pH aumenta a quantidade de energia absorvida.
🏁 Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova
- Reafirmação do gabarito: com c fixa, maior absorbância = mais fótons absorvidos = mais energia absorvida.
- Padrão de cobrança: ENEM liga espectroscopia a química analítica/forense; cobra interpretação de curvas de absorbância.
- Generalização: Lei de Lambert-Beer → A = ε · c · l. Com c constante, A varia com ε (propriedades eletrônicas da molécula, afetadas por pH, solvente, grupos funcionais).
- Dica de eliminação rápida: descarte alternativas que CONTRADIZEM definições (pH ↑ = [H⁺] ↓) ou os dados do enunciado (concentração fixa ≠ quantidade de moléculas).
- Conexões com outros temas: indicadores ácido-base, equilíbrio químico (Ka), estruturas ressonantes, cromatografia, química forense.