Questão 83 do ENEM PPL 2014

1º dia · Ciências da Natureza

O bisfenol-A é um composto que serve de matéria-prima para a fabricação de polímeros utilizados em embalagens plásticas de alimentos, em mamadeiras e no revestimento interno de latas. Esse composto está sendo banido em diversos países, incluindo o Brasil, principalmente por ser um mimetizador de estrógenos (hormônios) que, atuando como tal no organismo, pode causar infertilidade na vida adulta. O bisfenol-A (massa molar igual a 228\ \text{g/mol}) é preparado pela condensação da propanona (massa molar igual a 58\ \text{g/mol}) com fenol (massa molar igual a 94\ \text{g/mol}), em meio ácido, conforme apresentado na equação química.

Equação química em fórmulas estruturais: duas moléculas de fenol, cada uma com um anel benzênico ligado a um grupo HO, reagem com uma molécula de propanona, H₃C–C(=O)–CH₃. A seta apresenta H⁺ sobre ela. Os produtos são bisfenol-A, com dois anéis benzênicos ligados a um carbono central que possui dois grupos CH₃ e com grupos HO e OH nas posições para, e H₂O.

PASTORE, M. Anvisa proíbe mamadeiras com bisfenol-A no Brasil. Folha de S. Paulo, 15 set. 2011 (adaptado).

Considerando que, ao reagir 580\ \text{g} de propanona com 3\,760\ \text{g} de fenol, obteve-se 1{,}14\ \text{kg} de bisfenol-A, de acordo com a reação descrita, o rendimento real do processo foi de

  1. A
    0{,}025\%.
  2. B
    0{,}05\%.
  3. C
    12{,}5\%.
  4. D
    25\%.
  5. E
    50\%.
Reportar erro na questão
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Resolução comentada

O rendimento real é a razão entre a massa obtida e a massa teórica (a que se formaria se a reação fosse completa). A massa teórica é calculada pelo reagente limitante, por isso primeiro é preciso achá-lo.

A equação é 2\ \text{fenol} + 1\ \text{propanona} \to 1\ \text{bisfenol-A} + \ce{H2O}.

  1. Quantidade de matéria de propanona: n = \dfrac{580}{58} = 10\ \text{mol}.
  2. Quantidade de matéria de fenol: n = \dfrac{3\,760}{94} = 40\ \text{mol}.
  3. Pela proporção 2:1, 10\ \text{mol} de propanona exigiriam 20\ \text{mol} de fenol. Há 40\ \text{mol}, então o fenol está em excesso e a propanona é o reagente limitante.
  4. Como 1\ \text{mol} de propanona gera 1\ \text{mol} de bisfenol-A, o máximo são 10\ \text{mol}, ou seja, 10 \times 228 = 2\,280\ \text{g}.
  5. Massa obtida: 1{,}14\ \text{kg} = 1\,140\ \text{g}.
  6. Rendimento:
    \dfrac{1\,140}{2\,280} \times 100\% = 50\%

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor sem sentido para os dados; ignora a razão entre massa obtida e massa teórica.
  • BTambém não corresponde à razão 1 140/2 280; erro de escala nas contas.
  • CUsaria uma massa teórica quatro vezes maior que a correta, sem base no limitante.
  • DUsaria uma massa teórica de 4 560 g, como se a proporção fosse dobrada, ignorando a estequiometria 1:1 entre propanona e bisfenol-A.

Assuntos: rendimento de reação, reagente limitante, estequiometria.

Reportar erro na resolução
O que está errado?
Sem cadastro: não guardamos quem enviou.
Ver como caiu na prova Questão 83 no caderno Branco do ENEM PPL 2014