ENEM 2015 · Ciências da Natureza · Química · estequiometria
Questão 76 do ENEM 2015
Resposta: letra C. Com 100 kg de esfalerita (75% de ZnS) e rendimento global de 80%, pede-se a massa de zinco produzida.
Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização.
Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas:
2 ZnS + 3 O2 → 2 ZnO + 2 SO2 ZnO + CO → Zn + CO2 Considere as massas molares: ZnS (97 g/mol); O2 (32 g/mol); ZnO (81 g/mol); SO2 (64 g/mol); CO (28 g/mol); CO2 (44 g/mol); e Zn (65 g/mol).
Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita?
- A25
- B33
- C40Resposta correta
- D50
- E54
Como resolver a questão 76 passo a passo?
O conceito que resolve
Cálculo estequiométrico com pureza e rendimento: massa pura = massa × pureza; os coeficientes dão a proporção em mols; o rendimento reduz o produto.
Como chegar na resposta
- ZnS puro: 100 kg × 0,75 = 75 kg = 75 000 g; em mols: 75 000 ÷ 97 ≈ 773 mol.
- Pelas equações, 2 ZnS → 2 ZnO → 2 Zn: 1 mol de ZnS dá 1 mol de Zn; teoricamente, 773 mol de Zn.
- Com rendimento de 80%: 773 × 0,8 ≈ 619 mol, ou 619 × 65 g ≈ 40,2 kg.
Por que cada alternativa
- A25 kg ficaria abaixo do cálculo, por exemplo, por usar a massa de ZnO ou aplicar o rendimento duas vezes.
- B33 kg vem de usar a pureza e o rendimento em uma conta com erro de massa molar.
- CCorreta: cerca de 40 kg de zinco, ao aplicar a pureza de 75% e o rendimento de 80%.
- D50 kg seria o valor sem aplicar a pureza e o rendimento de modo completo.
- E54 kg ignora a pureza do minério (usa os 100 kg como ZnS) e o rendimento de forma parcial.
Onde essa questão derruba a maioria
É preciso aplicar tanto a pureza (75%) quanto o rendimento (80%): aplicar só um deles leva a 50 ou 54 kg.
O que estudar se você errou
Revise estequiometria com pureza e rendimento.
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