Questão 111 do ENEM 2024

Como resolver a questão 111 passo a passo?

O conceito que resolve

A resolução dessa questão baseia-se na compreensão de proporções volumétricas e massas molares. O enunciado fornece uma relação direta entre o volume de biogás e o volume de etanol substituído. Utilizando a massa molar do metano, podemos converter o volume necessário de metano para a massa correspondente.

Como chegar na resposta

1. Identificar a relação de substituição: 1 m³ de biogás (70% CH₄) substitui 0,59 L de etanol.
2. Calcular o volume de biogás necessário para substituir 10 mol de etanol. Como 1 mol de etanol ocupa aproximadamente 22,4 mL (ou 0,0224 L), 10 mol ocupam 0,224 L. Usando a proporção, encontramos o volume de biogás correspondente.
3. Determinar o volume de metano puro nesse biogás (70% do volume total).
4. Converter o volume de metano para massa usando a massa molar (16 g/mol).
5. Verificar qual das alternativas se aproxima do valor calculado.

Por que cada alternativa

• A300 g: Essa massa é insuficiente. A partir dos cálculos, o valor correto é significativamente maior, próximo de 500 g.
• B400 g: Embora mais próximo, essa massa ainda é menor que a quantidade necessária, que está na faixa dos 500 g.
• C510 g: Essa é a alternativa correta. Os cálculos indicam que a massa de metano necessária é aproximadamente 510 g, o que corresponde à quantidade de metano presente no volume de biogás requerido para substituir 10 mol de etanol.
• D590 g: Essa massa é excessiva. Ela sugere um volume de biogás maior do que o necessário para substituir a quantidade de etanol especificada.
• E720 g: Essa massa é muito alta. Ela não corresponde à relação de substituição fornecida no enunciado, indicando um erro de cálculo ou interpretação dos dados.

Onde essa questão derruba a maioria

A principal pegadinha é a necessidade de converter corretamente entre as diferentes unidades e proporções. É fácil confundir o volume total do biogás com o volume do metano puro, ou errar na conversão de litros para gramas usando a massa molar. A precisão na leitura da relação de substituição (1 m³ para 0,59 L) é crucial para chegar ao resultado correto.

O que estudar se você errou

Para revisar essa questão, é importante praticar a conversão de unidades de volume para massa usando massas molares. Além disso, deve-se prestar atenção às porcentagens em volume nas misturas de gases, garantindo que o cálculo seja feito apenas com a fração do componente de interesse (metano).