Questão 127 do ENEM 2025

Como resolver a questão 127 passo a passo?

O conceito que resolve

A questão envolve três conceitos-chave: estequiometria (relação molar entre reagentes e produtos), lei dos gases ideais (PV = nRT, para calcular mols de gás a partir de volume, temperatura e pressão) e rendimento de reação (80%, ou seja, apenas 80% do reagente se decompõe). A decomposição do NH₄HCO₃ produz 3 mols de gás por 1 mol de reagente (1 NH₃ + 1 CO₂ + 1 H₂O).

Como chegar na resposta

1. Calcular os mols de gás total desejados: Usar PV = nRT com P = 1 atm, V = 4,00 L, T = 453 K e R = 0,082 atm·L·mol⁻¹·K⁻¹. Isso dá n_total = PV/RT = (1 × 4,00) / (0,082 × 453) ≈ 0,108 mol de gás.
2. Relacionar mols de gás com mols de NH₄HCO₃: Pela equação, 1 mol de NH₄HCO₃ produz 3 mols de gás. Assim, para 0,108 mol de gás, precisamos de n_NH4HCO3_teórico = 0,108 / 3 = 0,036 mol de NH₄HCO₃ *sem considerar rendimento*.
3. Ajustar pelo rendimento de 80%: Como o rendimento é 80%, a massa real de NH₄HCO₃ deve ser maior. Usamos a fórmula: massa_real = (massa_teórica) / (rendimento/100). Ou seja, n_NH4HCO3_real = 0,036 / 0,80 = 0,045 mol.
4. Calcular a massa: Massa = n × massa molar = 0,045 mol × 79 g/mol = 3,555 g ≈ 3,56 g.

Por que cada alternativa

• A2,3 g: Erro de ignorar o rendimento. Se calcular sem ajustar os 80%, obtém-se 0,036 mol × 79 g/mol ≈ 2,84 g (próximo a 2,3 g por arredondamento ou erro de conta).
• B3,5 g: Correta. Resultado exato do cálculo com rendimento (0,045 mol × 79 g/mol ≈ 3,56 g, arredondado para 3,5 g).
• C5,9 g: Erro de confundir rendimento com excesso de reagente. Alguém pode pensar que 80% é eficiência *inversa* (usar 125% da massa teórica), mas isso não faz sentido aqui. Ou dividir errado: 0,036 mol × 79 g/mol × 1,25 ≈ 3,55 g (ainda não 5,9 g), mas se multiplicar por 2 por engano, chega perto.
• D6,8 g: Erro de usar volume molar padrão incorreto. Alguém pode usar 22,4 L/mol (CNTP) em vez de calcular com PV = nRT, levando a n = 4,00/22,4 ≈ 0,179 mol de gás, e depois 0,179/3 ≈ 0,0597 mol de NH₄HCO₃, resultando em 0,0597 × 79 ≈ 4,72 g (ainda não 6,8 g). Ou somar erros de conta.
• E8,9 g: Erro de ignorar a estequiometria da equação. Alguém pode pensar que 1 mol de NH₄HCO₃ produz apenas 1 mol de gás (ex.: só CO₂), levando a n = 0,108 mol de NH₄HCO₃, e massa = 0,108 × 79 ≈ 8,53 g (próximo a 8,9 g por arredondamento ou erro de interpretação da equação).

Onde essa questão derruba a maioria

A principal pegadinha é a estequiometria da equação: 1 mol de NH₄HCO₃ produz 3 mols de gás, não 1. Além disso, o rendimento de 80% é uma armadilha comum — muitos esquecem de ajustar a massa teórica para considerar que apenas 80% do reagente se decompõe. Outro ponto é a temperatura em Kelvin (453 K), não em °C (180 °C é a mesma coisa aqui, mas em cálculos errados pode confundir).

O que estudar se você errou

Reveja sempre: 1) a estequiometria da equação balanceada (quantos mols de gás por mol de reagente?); 2) se o rendimento está no numerador ou denominador da conta; e 3) se os dados de temperatura e pressão estão em unidades compatíveis com a constante R (Kelvin e atm, neste caso).