4- O aumento da concentração de dióxido de carbono ( \mathrm{CO}_{2} ) na atmosfera tem outras consequências além do efeito estufa. Em água o \mathrm{CO}_{2} gasoso se transforma em \mathrm{CO}_{2} aquoso participando do seguinte equilibrio químico com esqueleto calcário dos corais:
\mathrm{CO}_{2}(\mathrm{aq})+\mathrm{CaCO}_{3}(\mathrm{a})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{Ca}^{2-}(\mathrm{aq})+2 \mathrm{HCO}_{3}(\mathrm{aq})
\mathrm{HCO}_{3} \rightleftharpoons \mathrm{H}^{+}+\mathrm{CO}_{3}^{2}
Analisando-as reações envolvidas na formação do esqueleto calcário dos corais (carbonato de cálcio, \mathrm{CaCO}_{3} ), pode-se inferir, a partir do Princípio de Le Chatelier, que o aumento da concentração de dióxido de carbono ( \mathrm{CO}_{2} ) na atmosfera:
a. causará um aumento na formação do esqueleto dos corais.
b. causará uma diminuição na formação de \mathrm{HCO}_{3}{ }^{-}.
c. não afetará a formação do esqueleto dos corais.
d. dìminuirá o pH da água do mar.
X causará um aumento da concentração de ions hidroxila.

Passo 1

O enunciado dá duas reações (vou copiá‑las exatamente como aparecem):
\mathrm{CO_{2}}(\mathrm{aq})+\mathrm{CaCO_{3}}(\mathrm{a})+\mathrm{H_{2}O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq})+2\,\mathrm{HCO_{3}^{-}}(\mathrm{aq})
\mathrm{HCO_{3}^{-}} \rightleftharpoons \mathrm{H^{+}}+\mathrm{CO_{3}^{2-}}
O que nos é informado: aumento da concentração de \mathrm{CO_{2}} na atmosfera (logo: maior dissolução de \mathrm{CO_{2}} na água do mar).
O que a questão pergunta: a partir do Princípio de Le Chatelier, qual afirmação abaixo é inferida quando \mathrm{CO_{2}} aumenta? As alternativas são (resumindo):
a. aumento da formação do esqueleto dos corais;
b. diminuição na formação de \mathrm{HCO_{3}^{-}};
c. não afetará a formação do esqueleto dos corais;
d. diminuirá o pH da água do mar.
Também há a afirmação extra: X causará um aumento da concentração de íons hidroxila \mathrm{OH^{-}}.

Passo 2

Explicando o Princípio de Le Chatelier (de forma prática): quando um equilíbrio químico é perturbado (por variação de concentração de reagente, produto, temperatura, pressão), o sistema desloca‑se no sentido de contrariar essa perturbação. Em linguagem simples: se você acrescenta um reagente, o equilíbrio tende a consumir parte desse reagente convertendo‑o em produtos; se aumenta um produto, o equilíbrio tende a consumi‑lo voltando para os reagentes.

Passo 3

Aplique isso à primeira reação: ao aumentar a quantidade de \mathrm{CO_{2}} dissolvido, a reação
\mathrm{CO_{2}}(\mathrm{aq})+\mathrm{CaCO_{3}}(\mathrm{s})+\mathrm{H_{2}O}(\mathrm{l}) \rightleftharpoons \mathrm{Ca}^{2+}(\mathrm{aq})+2\,\mathrm{HCO_{3}^{-}}(\mathrm{aq})
vai deslocar‑se para a direita (para consumir o excesso de \mathrm{CO_{2}}). Isso significa que ocorre MAIS dissolução de \mathrm{CaCO_{3}} (o sólido calcário dos corais se dissolve), produzindo \mathrm{Ca^{2+}} e \mathrm{HCO_{3}^{-}}. Consequência prática: a formação (precipitação) de \mathrm{CaCO_{3}} fica prejudicada — em outras palavras, o esqueleto calcário dos corais tende a se formar menos (ou a dissolver‑se mais). Portanto a alternativa (a) é falsa e (c) também é falsa.

Passo 4

Sobre \mathrm{HCO_{3}^{-}}: como vimos, a primeira reação, ao deslocar‑se para a direita, gera mais \mathrm{HCO_{3}^{-}}. Logo não ocorre diminuição na formação de \mathrm{HCO_{3}^{-}}; pelo contrário, aumenta. Portanto a alternativa (b) é falsa.

Passo 5

Ligando com a segunda reação e com a acidez: temos também, envolvendo o equilíbrio ácido carbônico,
\mathrm{CO_{2}}(\mathrm{aq})+\mathrm{H_{2}O}\rightleftharpoons \mathrm{H_{2}CO_{3}}\rightleftharpoons \mathrm{H^{+}}+\mathrm{HCO_{3}^{-}}
(esta etapa explica como \mathrm{CO_{2}} gera \mathrm{H^{+}}). Assim, o aumento de \mathrm{CO_{2}} leva a mais formação de \mathrm{H^{+}} (mais ácido carbônico/dissociação), ou seja, aumenta a concentração de prótons livres. Isso faz o pH cair, porque por definição
\mathrm{pH} = -\log_{10}[\mathrm{H^{+}}].
Mais [\mathrm{H^{+}}] ⇒ pH menor (mais ácido). Portanto a alternativa (d) é verdadeira.

Passo 6

Ainda com a segunda reação
\mathrm{HCO_{3}^{-}} \rightleftharpoons \mathrm{H^{+}}+\mathrm{CO_{3}^{2-}},
se [\mathrm{H^{+}}] aumenta, esse equilíbrio desloca‑se para a esquerda (para consumir \mathrm{H^{+}}), o que reduz a concentração de \mathrm{CO_{3}^{2-}}. Menos \mathrm{CO_{3}^{2-}} significa menos íon carbonato disponível para combinar com \mathrm{Ca^{2+}} e precipitar \mathrm{CaCO_{3}}. Isso reforça a conclusão de que a formação do esqueleto dos corais diminui com o aumento de \mathrm{CO_{2}}.

Passo 7

Sobre a afirmação X (aumento de \mathrm{OH^{-}}): lembre que a água tem o produto iônico
[\mathrm{H^{+}}]\,[\mathrm{OH^{-}}]=K_{w}\approx 10^{-14}\quad(\text{a }25^\circ\text{C}).
Se [\mathrm{H^{+}}] aumenta (como no caso), então [\mathrm{OH^{-}}] deve diminuir para manter o produto quase constante. Logo a afirmação X é falsa: não há aumento de \mathrm{OH^{-}}, e sim diminuição.

Passo 8

Resumo lógico das alternativas:
  • (a) falso — o aumento de \mathrm{CO_{2}} favorece a dissolução de \mathrm{CaCO_{3}}, não a sua formação.
  • (b) falso — \mathrm{HCO_{3}^{-}} tende a aumentar.
  • (c) falso — há efeito claro: acidificação e dissolução de carbonato.
  • (d) verdadeiro — aumento de [\mathrm{H^{+}}] implica diminuição do pH.
  • X (aumento de \mathrm{OH^{-}}) é falso — \mathrm{OH^{-}} tende a diminuir quando [\mathrm{H^{+}}] aumenta.

Resposta

d.

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