ENEM 2025 · Ciências da Natureza · Química · estequiometria
Questão 114 do ENEM 2025
Resposta: letra E. Para produzir 9,3 kg de Nb, calcula‑se a quantidade de Al necessária pela reação 3 Nb₂O₅ + 10 Al → 6 Nb + 5 Al₂O₃, depois acrescenta‑se 10 % de excesso.
O Brasil é o maior produtor mundial de nióbio (massa molar = 93 g mol−1), metal utilizado na fabricação de vários tipos de aço: automotivos, estruturais e inoxidáveis.
O processo utilizado na produção do nióbio é a redução aluminotérmica de Nb2 O5 com excesso de 10% de Al (massa molar = 27 g mol−1), em relação à quantidade estequiométrica da reação, representada pela equação química:
3 Nb2 O5 (s) + 10 Al (s) → 6 Nb (s) + 5 Al2 O3 (s) Uma engenheira metalúrgica estimou a massa de alumínio necessária para produzir 9,3 kg de nióbio, nas condições descritas, para a produção de um lote de peças de aço encomendado por uma indústria, considerando um rendimento de 100%.
Disponível em: www.cbmm.com.br. Acesso em: 17 out. 2015 (adaptado).
A massa de alumínio, em quilograma, estimada pela engenheira é mais próxima de
- A2,7 kg.
- B3,0 kg.
- C4,1 kg.
- D4,5 kg.
- E5,0 kg.Resposta correta
Como resolver a questão 114 passo a passo?
O conceito que resolve
Relação estequiométrica entre reagentes e produtos, cálculo de massa a partir de mols e aplicação de excesso percentual.
Como chegar na resposta
- Converter 9,3 kg de Nb em mols: 9 300 g ÷ 93 g mol⁻¹ = 100 mol.
- Usar a razão Al/Nb = 10/6 para obter moles de Al: 100 mol × (10/6) = 166,7 mol.
- Converter moles de Al em massa: 166,7 mol × 27 g mol⁻¹ = 4 500 g = 4,5 kg.
- Adicionar 10 % de excesso: 4,5 kg × 1,10 = 4,95 kg.
- Escolher a alternativa mais próxima: 5,0 kg.
Por que cada alternativa
- AErro: considera que 1 mol de Nb requer 1 mol de Al, ignorando a razão 10/6, e calcula massa muito baixa.
- BErro: calcula massa de Al sem incluir o excesso de 10 %, resultando em 3,0 kg.
- CErro: usa a massa molar de Nb (93 g/mol) para calcular moles de Al, mas esquece de multiplicar pela razão 10/6, obtendo 4,1 kg.
- DErro: assume que 4,5 kg já inclui o excesso de 10 %, não somando mais 10 % ao valor estequiométrico.
- ECalcula 100 mol de Nb → 166,7 mol de Al → 4,5 kg de Al, depois adiciona 10 % → 4,95 kg ≈ 5,0 kg, que é a alternativa mais próxima.
Onde essa questão derruba a maioria
O enunciado pode fazer pensar que o excesso já está incluído na reação, mas ele deve ser somado depois do cálculo estequiométrico.
O que estudar se você errou
Como converter massa em mols, usar proporções estequiométricas, e aplicar excesso percentual corretamente.
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