Questão 125 do ENEM 2025 comentada
Cálculo da massa de bicarbonato de amônio necessária para produzir certo volume de gases.
Apaixonada por culinária e química, uma chefe de cozinha calculou que, para promover o crescimento adequado da massa durante o cozimento de um bolo a 180 °C (453 K) e 1,00 atm, ela precisaria utilizar uma quantidade de fermento químico suficiente para produzir um volume de gás igual a 4,00 L. Com esse objetivo, ela escolheu utilizar o bicarbonato de amônio, um composto que, sob aquecimento, degrada-se em três gases distintos, que são os responsáveis pelo crescimento da massa. A decomposição do bicarbonato de amônio ocorre conforme a equação química apresentada e, nas condições do cozimento, seu rendimento é de 80%.
NH₄HCO₃ (s) → NH₃ (g) + CO₂ (g) + H₂O (g)
Considere que a mistura dos gases se comporta como gás ideal nas condições de cozimento utilizadas pela chefe.
Dados: Massa molar do NH₄HCO₃ = 79 g ⋅ mol⁻¹ e R = 0,082 atm ⋅ L ⋅ mol⁻¹ ⋅ K⁻¹.
A massa, em grama, de bicarbonato de amônio que ela deve utilizar é mais próxima de
- A2,3 g.
- B3,5 g.
- C5,9 g.
- D6,8 g.
- E8,9 g.
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O que a questão cobra
A questão exige relacionar a quantidade de gás ao volume, usando a equação dos gases ideais. Também é preciso considerar a proporção da reação e o rendimento informado.
Resolução
Primeiro, calculamos a quantidade de gás que corresponde a 4,00 L nas condições do cozimento. A equação produz três mols de gases para cada mol de bicarbonato de amônio.
nas condições do cozimento, seu rendimento é de 80%.
Pela equação dos gases ideais:
n = PV ÷ RT = (1,00 × 4,00) ÷ (0,082 × 453) ≈ 0,108 mol de gases
Como o rendimento é 80%, a quantidade teórica de gases deve ser maior:
n teórico = 0,108 ÷ 0,80 ≈ 0,135 mol de gases
A proporção da reação é 1 mol de bicarbonato para 3 mol de gases:
n NH₄HCO₃ = 0,135 ÷ 3 = 0,0450 mol
Agora, usamos a massa molar fornecida:
m = 0,0450 × 79 ≈ 3,56 g
A massa calculada fica mais próxima de 3,5 g. Portanto, a alternativa B é a correta.
Alternativa por alternativa
- A
2,3 g produziriam aproximadamente 2,6 L de gases com o rendimento informado, abaixo dos 4,00 L necessários.
- B
Correta. 3,5 g correspondem à massa calculada, aproximadamente 3,56 g, e fornecem o volume de gás necessário.
- C
5,9 g produziriam aproximadamente 6,7 L de gases, acima dos 4,00 L pedidos.
- D
6,8 g produziriam aproximadamente 7,7 L de gases, acima do volume necessário.
- E
8,9 g produziriam aproximadamente 10,0 L de gases, bem acima dos 4,00 L pedidos.
Para lembrarUse PV = nRT para relacionar pressão, volume e quantidade de gás; depois, aplique a proporção da reação e o rendimento.
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