ENEM 2017 · Ciências da Natureza · Química · estequiometria
Questão 122 do ENEM 2017
Resposta: letra D. A questão envolve o cálculo da massa de ácido salicílico necessária para produzir um lote de comprimidos de AAS, considerando o rendimento da reação e a massa molar das substâncias. A partir da equação química e dos dados fornecidos, é possível determinar a quantidade de reagente inicial necessária para obter o produto final desejado.
O ácido acetilsalicílico, AAS (massa molar igual a 180 g/mol), é sintetizado a partir da reação do ácido salicílico (massa molar igual a 138 g/mol) com anidrido acético, usando-se ácido sulfúrico como catalisador, conforme a equação química:
Ácido salicílico Anidrido acético Ácido acetilsalicílico Ácido acético H2SO4 Após a síntese, o AAS é purificado e o rendimento final é de aproximadamente 50%. Devido às suas propriedades farmacológicas (antitérmico, analgésico, anti-inflamatório e antitrombótico), o AAS é utilizado como medicamento na forma de comprimidos, nos quais se emprega tipicamente uma massa de 500 mg dessa substância.
Uma indústria farmacêutica pretende fabricar um lote de 900 mil comprimidos, de acordo com as especificações do texto. Qual é a massa de ácido salicílico, em kg, que deve ser empregada para esse fim?
- A293
- B345
- C414
- D690Resposta correta
- E828
Como resolver a questão 122 passo a passo?
O conceito que resolve
A resolução dessa questão baseia-se no conceito de estequiometria de reação química, que relaciona as quantidades de reagentes e produtos através da equação balanceada. É necessário calcular a massa de ácido salicílico (reagente) a partir da massa de AAS (produto) desejada, levando em conta o rendimento da reação e as massas molares das substâncias envolvidas.
Como chegar na resposta
- Calcular a massa total de AAS necessária para o lote: 900.000 comprimidos x 500 mg/comprimido = 450.000.000 mg = 450 kg.
- Determinar a massa de AAS produzida com rendimento de 50%: 450 kg / 0,5 = 900 kg.
- Usar a relação estequiométrica da equação para converter massa de AAS em massa de ácido salicílico. A razão é dada pela relação das massas molares: (138 g/mol) / (180 g/mol) ≈ 0,767. Assim, massa de ácido salicílico = 900 kg x 0,767 = 690 kg.
- Verificar a unidade: o resultado está em kg, conforme solicitado.
Por que cada alternativa
- A293 kg: Este valor é aproximadamente metade do correto, sugerindo que o cálculo da massa total de AAS ou o rendimento foi interpretado incorretamente, ou que a relação de massas molares foi aplicada de forma errada.
- B345 kg: Este valor é muito baixo e não corresponde à proporção esperada entre o produto e o reagente, indicando um erro significativo na interpretação da equação ou nos cálculos de conversão.
- C414 kg: Este valor também é insuficiente para produzir 900 kg de AAS com 50% de rendimento, sugerindo um erro na aplicação da relação estequiométrica ou na leitura dos dados.
- D690 kg: Este é o valor correto, calculado a partir da massa total de AAS necessária (900 kg) e da relação de massas molares (0,767), considerando o rendimento de 50%.
- E828 kg: Este valor é maior que o necessário, o que pode indicar que o rendimento foi considerado como 100% ou que a relação de massas molares foi invertida ou mal interpretada.
Onde essa questão derruba a maioria
A principal pegadinha dessa questão é a necessidade de interpretar corretamente o rendimento de 50%. Muitos alunos podem confundir isso com a quantidade de reagente que se transforma em produto, enquanto na verdade significa que apenas 50% do produto esperado é obtido, exigindo que a quantidade inicial de reagente seja ajustada para compensar essa perda de eficiência.
O que estudar se você errou
Para revisar essa questão, é essencial praticar o cálculo de rendimento em reações químicas e a conversão entre massas de reagentes e produtos usando a equação balanceada. Verifique se você está aplicando corretamente a relação de massas molares e se está considerando o rendimento na etapa correta do cálculo.
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