Ciências da Natureza e suas Tecnologias
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Pregunta de Ciências da Natureza e suas Tecnologias #019e5bea

Enunciado de la Pregunta
Ciências da Natureza e suas Tecnologias
#Ligações Químicas
Medio

Os solos amazônicos, ricos em silicato, não são apropriados para o cultivo por serem incapazes de reter nutrientes. Contudo, descobertas arqueológicas têm demonstrado que os antigos habitantes da Amazônia dominavam a técnica de preparo de um insumo agrícola natural, denominado terra preta. Esse insumo era constituído principalmente de uma espécie de biocarvão (biochar) obtido da queima de matéria orgânica, como troncos de árvores, pedaços de ossos e esterco, capaz de manter um solo fértil por anos. Admite-se que o efeito do biocarvão na fertilização do solo estava, em parte, relacionado à presença de grupos orgânicos do tipo carboxilato em sua superfície, carregados negativamente ($-\text{COO}^-$). Esses grupos atraem íons positivos necessários como nutrientes, tais quais os provenientes do potássio ($\text{K}$), do cálcio ($\text{Ca}$) e do magnésio ($\text{Mg}$), além de micronutrientes, como zinco ($\text{Zn}$) e ferro ($\text{Fe}$). Essa ligação no solo fertilizado é predominantemente iônica, conforme ilustra a figura, em que $M^{n+}$ representa os cátions metálicos. De acordo com a escala de Pauling, a eletronegatividade do elemento oxigênio é igual a $3,44$.

Diagrama esquemático mostrando a reação química entre o solo com biocarvão e cátions metálicos. À esquerda, vê-se a superfície do solo contendo grupos carboxilato (representados como uma linha reta conectada a um grupo COO⁻). Uma seta aponta para a direita, indicando a adição de cátions metálicos (Mⁿ⁺). À direita, a representação do solo fertilizado, onde o grupo carboxilato está agora ligado ao cátion metálico (COO⁻Mⁿ⁺).

O quadro apresenta os valores de eletronegatividade desses cinco elementos metálicos.

Content Image
MICHALOVIC, M. Ancient Soil Chemists of the Amazon. ChemMatters, fev. 2009 (adaptado).

O cátion que resultará em uma interação de maior caráter iônico com o ânion carboxilato será aquele proveniente do elemento

A

potássio

Correcto
B

cálcio

C

magnésio

D

zinco

E

ferro

Explicación Oficial / Explicaciones de la Comunidad

A interação de maior caráter iônico ocorre entre o cátion de menor eletronegatividade e o ânion carboxilato, pois a diferença de eletronegatividade é maior. O potássio () possui a menor eletronegatividade entre os elementos listados (aproximadamente na escala de Pauling), resultando na maior diferença em relação ao oxigênio (). Isso confere à ligação um caráter mais iônico. O cálcio () tem eletronegatividade cerca de , o magnésio () , o zinco () e o ferro () . Quanto maior a eletronegatividade do metal, menor a diferença com o oxigênio e, portanto, menor o caráter iônico da ligação. Assim, o potássio é o elemento que forma a ligação de maior caráter iônico com o carboxilato.