O que é o ciclo do nitrogênio?

É o conjunto de processos biogeoquímicos que transformam o nitrogênio entre suas diferentes formas e permitem sua circulação entre atmosfera, solo, plantas e animais.

Por que as plantas não conseguem absorver nitrogênio diretamente do ar?

Porque o nitrogênio atmosférico está na forma de N₂, uma molécula muito estável e não assimilável pelas plantas; elas precisam de nitrogênio em formas combinadas, como nitratos ou amônia.

Qual a importância do processo de Haber-Bosch?

Permite a síntese industrial de amônia a partir de N₂ e H₂, viabilizando a produção de fertilizantes nitrogenados em larga escala.

Como a urbanização afeta o ciclo do nitrogênio?

A urbanização interrompe o retorno de resíduos orgânicos ao solo agrícola, dificultando a reposição do nitrogênio ligado e causando desequilíbrio no ciclo.

O que é nitrogênio ligado?

É o nitrogênio presente em compostos químicos assimiláveis pelas plantas, como amônia, nitratos e ureia.

Por que o uso de fertilizantes nitrogenados se tornou necessário?

Porque a retirada contínua de nitrogênio do solo, sem reposição natural adequada, esgota os nutrientes e reduz a produtividade agrícola.

Qual era a principal fonte natural de nitrogênio antes da síntese industrial?

O salitre (nitrato de sódio) dos desertos do Chile era uma das principais fontes naturais de nitrogênio ligado antes do processo de Haber-Bosch.

Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 135

ENEM 2018 Questão 135

O alemão Fritz Haber recebeu o Prêmio Nobel de química de 1918 pelo desenvolvimento de um processo viável para a síntese da amônia ($\text{NH}_3$). Em seu discurso de premiação, Haber justificou a importância do feito dizendo que: “Desde a metade do século passado, tornou-se conhecido que um suprimento de nitrogênio é uma necessidade básica para o aumento das safras de alimentos; entretanto, também se sabia que as plantas não podem absorver o nitrogênio em sua forma simples, que é o principal constituinte da atmosfera. Elas precisam que o nitrogênio seja combinado \[...\] para poderem assimilá-lo. Economias agrícolas basicamente mantêm o balanço do nitrogênio ligado. No entanto, com o advento da era industrial, os produtos do solo são levados de onde cresce a colheita para lugares distantes, onde são consumidos, fazendo com que o nitrogênio ligado não retorne ã terra da qual foi retirado. Isso tem gerado a necessidade econômica mundial de abastecer o solo com nitrogênio ligado. \[...\] A demanda por nitrogênio, tal como a do carvão, indica quão diferente nosso modo de vida se tornou com relação ao das pessoas que, com seus próprios corpos, fertilizam o solo que cultivam. Desde a metade do último século, nós vínhamos aproveitando o suprimento de nitrogênio do salitre que a natureza tinha depositado nos desertos montanhosos do Chile. Comparando o rápido crescimento da demanda com a extensão calculada desses depósitos, ficou claro que em meados do século atual uma emergência seríssima seria inevitável, a menos que a química encontrasse uma saída.”

HABER, F. The Synthesis of Ammonia from its Elements. Disponível em: www.nobelprize.org. Acesso em: 13jul. 2013 (adaptado)

De acordo com os argumentos de Haber, qual fenômeno teria provocado o desequilíbrio no “balanço do nitrogênio ligado”?

Resolução

A questão aborda o impacto das mudanças sociais e econômicas, especialmente a urbanização e a industrialização, sobre o ciclo do nitrogênio. O texto de Haber destaca que, com o crescimento das cidades e o transporte de alimentos para longe das áreas agrícolas, o nitrogênio ligado (na forma de compostos assimiláveis pelas plantas) deixa de retornar ao solo, rompendo o ciclo natural de reposição de nutrientes. O conceito central é o 'balanço do nitrogênio ligado', ou seja, a manutenção da quantidade de nitrogênio disponível no solo para as plantas. O raciocínio exige perceber que, antes da industrialização, a maior parte da população vivia no campo e devolvia resíduos orgânicos (inclusive dejetos humanos e animais) ao solo, fechando o ciclo. Com a urbanização, esse retorno diminui, criando a necessidade de fontes artificiais de nitrogênio, como fertilizantes. Assim, a alternativa correta é a D, pois a intensificação do fluxo de pessoas do campo para as cidades é o fenômeno que desequilibra esse balanço, conforme explicado no texto.

Comentários por alternativa

A O esgotamento das reservas de salitre no Chile.

A alternativa A está incorreta porque o esgotamento das reservas de salitre é uma consequência da busca por fontes de nitrogênio, não a causa do desequilíbrio no ciclo do nitrogênio ligado. O problema central é o deslocamento do nitrogênio devido à urbanização, não apenas a exaustão de um recurso natural.
B O aumento da exploração de carvão vegetal e carvão mineral.

A alternativa B está errada porque o aumento da exploração de carvão (vegetal ou mineral) não está diretamente relacionado ao ciclo do nitrogênio no solo. O carvão é fonte de energia, não de nitrogênio assimilável pelas plantas.
C A redução da fertilidade do solo nas economias agrícolas.

A alternativa C está incorreta pois a redução da fertilidade do solo é uma consequência do desequilíbrio do ciclo do nitrogênio, não a causa. A questão pede o fenômeno que provoca o desequilíbrio, não um efeito dele.
D A intensificação no fluxo de pessoas do campo para as cidades.

A alternativa D está correta porque a intensificação do fluxo de pessoas do campo para as cidades, ou seja, a urbanização, faz com que resíduos orgânicos (e, portanto, o nitrogênio ligado) não retornem ao solo agrícola, rompendo o ciclo natural de reposição de nitrogênio e provocando o desequilíbrio mencionado por Haber.
E A necessidade das plantas de absorverem sais de nitrogênio disponíveis no solo.

A alternativa E está errada porque a necessidade das plantas de absorverem sais de nitrogênio é uma característica biológica constante, não um fenômeno novo ou causador do desequilíbrio. O problema é a retirada do nitrogênio do solo sem reposição adequada.

Flashcards

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

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1. O que é o ciclo do nitrogênio?: É o conjunto de processos biogeoquímicos que transformam o nitrogênio entre suas diferentes formas e permitem sua circulação entre atmosfera, solo, plantas e animais.
2. Por que as plantas não conseguem absorver nitrogênio diretamente do ar?: Porque o nitrogênio atmosférico está na forma de N₂, uma molécula muito estável e não assimilável pelas plantas; elas precisam de nitrogênio em formas combinadas, como nitratos ou amônia.
3. Qual a importância do processo de Haber-Bosch?: Permite a síntese industrial de amônia a partir de N₂ e H₂, viabilizando a produção de fertilizantes nitrogenados em larga escala.
4. Como a urbanização afeta o ciclo do nitrogênio?: A urbanização interrompe o retorno de resíduos orgânicos ao solo agrícola, dificultando a reposição do nitrogênio ligado e causando desequilíbrio no ciclo.
5. O que é nitrogênio ligado?: É o nitrogênio presente em compostos químicos assimiláveis pelas plantas, como amônia, nitratos e ureia.
6. Por que o uso de fertilizantes nitrogenados se tornou necessário?: Porque a retirada contínua de nitrogênio do solo, sem reposição natural adequada, esgota os nutrientes e reduz a produtividade agrícola.
7. Qual era a principal fonte natural de nitrogênio antes da síntese industrial?: O salitre (nitrato de sódio) dos desertos do Chile era uma das principais fontes naturais de nitrogênio ligado antes do processo de Haber-Bosch.