Questão 111 do ENEM PPL 2017

2º dia · Ciências da Natureza

Os combustíveis de origem fóssil, como o petróleo e o gás natural, geram um sério problema ambiental, devido à liberação de dióxido de carbono durante o processo de combustão. O quadro apresenta as massas molares e as reações de combustão não balanceadas de diferentes combustíveis.

Combustível Massa molar (g/mol) Reação de combustão (não balanceada)
Metano 16 \ce{CH4 (g) + O2 (g) -> CO2 (g) + H2O (g)}
Acetileno 26 \ce{C2H2 (g) + O2 (g) -> CO2 (g) + H2O (g)}
Etano 30 \ce{C2H6 (g) + O2 (g) -> CO2 (g) + H2O (g)}
Propano 44 \ce{C3H8 (g) + O2 (g) -> CO2 (g) + H2O (g)}
Butano 58 \ce{C4H10 (g) + O2 (g) -> CO2 (g) + H2O (g)}

Considerando a combustão completa de 58 g de cada um dos combustíveis listados no quadro, a substância que emite mais \ce{CO2} é o

  1. A
    etano.
  2. B
    butano.
  3. C
    metano.
  4. D
    propano.
  5. E
    acetileno.
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Resolução comentada

A ideia é comparar quanto de \ce{CO2} sai de 58 g de cada combustível. Na combustão completa, cada átomo de carbono do combustível vira uma molécula de \ce{CO2}. Então, para cada mol de combustível, forma-se um número de mols de \ce{CO2} igual ao número de carbonos da molécula.

Primeiro, calculamos o número de mols de cada combustível em 58 g (n = m/M) e multiplicamos pelo número de carbonos:

  1. Metano (\ce{CH4}): 58/16 = 3{,}625 mol, com 1 C, gera 3{,}625 mol de \ce{CO2}.
  2. Acetileno (\ce{C2H2}): 58/26 \approx 2{,}23 mol, com 2 C, gera \approx 4{,}46 mol.
  3. Etano (\ce{C2H6}): 58/30 \approx 1{,}93 mol, com 2 C, gera \approx 3{,}87 mol.
  4. Propano (\ce{C3H8}): 58/44 \approx 1{,}32 mol, com 3 C, gera \approx 3{,}95 mol.
  5. Butano (\ce{C4H10}): 58/58 = 1 mol, com 4 C, gera 4 mol.

Como a massa de \ce{CO2} é proporcional ao número de mols formados, o maior valor é o do acetileno, com cerca de 4{,}46 mol (aproximadamente 196 g de \ce{CO2}).

O butano, que tem mais carbonos por molécula, gera menos \ce{CO2} porque 58 g correspondem a apenas 1 mol dele.

Alternativa E.

Pegadinha: A alternativa B engana quem escolhe o butano por ter mais carbonos, sem considerar que a mesma massa de 58 g equivale a menos mols dele.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO etano gera cerca de 3,87 mol de CO2, menos que o acetileno.
  • BConsidera só o maior número de carbonos por molécula, mas 58 g é apenas 1 mol de butano, que gera 4 mol de CO2.
  • CO metano tem só 1 carbono e produz cerca de 3,6 mol de CO2, o menor valor da lista.
  • DO propano gera cerca de 3,95 mol de CO2, menos que o acetileno.

Assuntos: estequiometria, combustão, mol e massa molar.

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