DIMVS
Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão

DIMVS 2026

Difícil Referência ENEM - 2025 - Questão 91

Desde os tempos antigos, o carvão ativado tem sido utilizado em processos de purificação, especialmente na filtragem de água, devido à sua capacidade única de remover impurezas orgânicas e inseticidas. Essa eficiência está diretamente relacionada a uma característica específica de sua estrutura física, que potencializa sua interação com partículas dissolvidas. Considerando os princípios físicos e químicos envolvidos no processo de adsorção e as propriedades dos materiais, analise as razões pelas quais o carvão ativado é tão eficaz na remoção de contaminantes ambientais.

Qual das propriedades abaixo é a principal responsável pela eficiência do carvão ativado na adsorção de substâncias contaminantes durante a purificação da água?

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Resolução

Esta questão aborda o tema da adsorção em materiais porosos, especificamente o carvão ativado, muito utilizado na purificação de água. Para resolvê-la, é necessário compreender os conceitos de adsorção, área superficial, porosidade e as propriedades físicas e químicas que tornam um material eficiente na remoção de contaminantes. O carvão ativado destaca-se por apresentar uma estrutura altamente porosa, o que resulta em uma enorme área superficial interna. Isso permite que um grande número de moléculas de contaminantes fique aderido à superfície do material (adsorção), tornando o processo de purificação muito eficiente. O raciocínio correto é identificar, entre as alternativas, qual propriedade está diretamente relacionada à eficiência do carvão ativado na adsorção. A alternativa C acerta ao mencionar a ampla área superficial interna, consequência da porosidade, que aumenta o contato com as moléculas adsorvíveis. As demais alternativas apresentam características irrelevantes ou equivocadas para o processo de adsorção.

Comentários por alternativa

  1. A Sua elevada densidade, que permite maior peso por volume, facilitando a sedimentação de partículas.
    A alternativa A está incorreta porque a densidade elevada não está relacionada à eficiência na adsorção; o que importa é a área superficial disponível para contato com os contaminantes, não o peso por volume ou a sedimentação.
  2. B Sua baixa condutividade térmica, que impede a transferência de calor e mantém a estabilidade do meio filtrante.
    A alternativa B erra ao focar na condutividade térmica, uma propriedade irrelevante para a adsorção de contaminantes em água, pois o processo não depende da transferência de calor, mas sim de interações de superfície.
  3. C Sua ampla área superficial interna, derivada da porosidade, que aumenta significativamente o contato com moléculas adsorvíveis.
    A alternativa C está correta, pois a ampla área superficial interna, proporcionada pela porosidade do carvão ativado, é o fator fundamental que potencializa a adsorção de contaminantes, aumentando o número de sítios disponíveis para interação com as moléculas poluentes.
  4. D Sua considerável dureza, que assegura resistência mecânica e durabilidade do material durante o uso contínuo.
    A alternativa D está equivocada porque a dureza, embora possa contribuir para a durabilidade do material, não influencia diretamente a capacidade de adsorção de contaminantes.
  5. E Sua alta massa molar, que favorece a atração por moléculas maiores presentes na água contaminada.
    A alternativa E está errada ao sugerir que a massa molar do carvão ativado favorece a atração de moléculas maiores; na verdade, a massa molar não tem relação com a eficiência de adsorção, que depende da área superficial e da afinidade química.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. Como a distribuição e o tamanho dos poros do carvão ativado influenciam a seletividade na adsorção de diferentes contaminantes?
A seletividade depende do diâmetro dos poros, que determina quais moléculas conseguem acessar a superfície interna e serem adsorvidas, favorecendo a remoção de certos contaminantes em detrimento de outros.
2. Por que a adsorção em carvão ativado pode ser limitada em ambientes com alta concentração de matéria orgânica dissolvida?
Porque a competição entre diferentes moléculas por sítios ativos pode saturar rapidamente a superfície do carvão, reduzindo sua eficiência para contaminantes específicos.
3. Explique como a polaridade das moléculas influencia a eficiência de adsorção no carvão ativado.
Moléculas apolares ou fracamente polares tendem a ser mais adsorvidas devido à natureza predominantemente apolar da superfície do carvão ativado, enquanto moléculas muito polares podem ter menor afinidade.
4. Como o pH da água pode afetar o processo de adsorção no carvão ativado?
O pH pode alterar a ionização dos contaminantes e da superfície do carvão, modificando as interações eletrostáticas e, consequentemente, a eficiência da adsorção.
5. Quais limitações ambientais existem para o uso do carvão ativado em larga escala na purificação de água?
O descarte do carvão saturado pode gerar resíduos perigosos, e a produção do material exige energia e recursos, podendo causar impactos ambientais se não for gerida adequadamente.
6. Por que a regeneração do carvão ativado nem sempre é eficiente para todos os tipos de contaminantes adsorvidos?
Alguns contaminantes formam ligações químicas fortes ou reagem irreversivelmente com a superfície, tornando difícil ou inviável sua remoção completa durante a regeneração.
7. Como a presença de metais pesados pode interferir na adsorção de compostos orgânicos pelo carvão ativado?
Metais pesados podem competir por sítios de adsorção ou modificar quimicamente a superfície do carvão, reduzindo sua capacidade de remover compostos orgânicos.

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