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Ciências da Natureza ENEM 2014 difícil~2 min

Questão 88 do ENEM 2014 comentada

Veja como relacionar as etapas de uma reação química para calcular a massa de produto com rendimento inferior a 100%.

Numeração do caderno azul · Ciências da Natureza

Questão 88ENEM 2014

Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1).

CaCO3(s) + SO2(g) → CaSO3(s) + CO2(g) (1)

Por sua vez, o sulfito de cálcio formado por ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para a obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas.

2 CaSO3(s) + O2(g) → 2CaSO4(s) (2)

As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12 g/mol, 16 g/mol, 32 g/mol e 40 g/mol, respectivamente.

BAIRD, C. Química ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).

Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de

  1. A
    64.
  2. B
    108.
  3. C
    122.
  4. D
    136.
  5. E
    245.

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Resposta: Cgabarito oficial do INEP

O que a questão cobra

A questão exige interpretar os coeficientes das equações para relacionar a quantidade de SO₂ retida à de CaSO₄ formado. Também cobra o cálculo da massa considerando o rendimento da reação.

Resolução

Considerando um rendimento de 90% no processo

Pela equação (1), cada mol de SO₂ retido forma 1 mol de CaSO₃. Na equação (2), a proporção entre CaSO₃ e CaSO₄ é de 1 para 1. Portanto, cada mol de SO₂ pode formar 1 mol de CaSO₄.

A massa molar do gesso é:

M(CaSO₄) = 40 + 32 + 4 × 16 = 136 g/mol

Esse é o valor para rendimento de 100%. Como o rendimento é de 90%, calculamos:

m = 0,90 × 136 = 122,4 g

Assim, obtêm-se 122,4 g de CaSO₄ por mol de SO₂ retido. Entre os valores das alternativas, o mais próximo é 122 g. O cálculo considera as proporções indicadas nas duas equações e aplica o rendimento somente depois de determinar a massa teórica do produto.

Alternativa por alternativa

  • A

    64 g não corresponde à massa calculada com a proporção entre SO₂ e CaSO₄ e o rendimento de 90%, que resulta em 122,4 g.

  • B

    108 g não é o valor mais próximo do resultado estequiométrico, que é 122,4 g por mol de SO₂ retido.

  • C

    Correta. Está correta: o cálculo fornece 122,4 g, valor mais próximo de 122 g.

  • D

    136 g é a massa teórica para rendimento de 100%; com rendimento de 90%, a massa obtida é 122,4 g.

  • E

    245 g não corresponde à massa obtida. As equações indicam a formação de 1 mol de CaSO₄ por mol de SO₂ retido, com rendimento de 90%.

Para lembrarA massa real de produto é a massa teórica multiplicada pelo rendimento em forma decimal.

Resolução escrita com ajuda de IA a partir do gabarito oficial e revisada por um segundo modelo antes de ir ao ar. Achou erro? Avise a gente.

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