Questão 135 do ENEM PPL 2020

2º dia · Ciências da Natureza

O carvão é um combustível que tem várias substâncias em sua composição. Em razão disso, quando é representada sua queima com o oxigênio (massa molar 16\text{ g mol}^{-1}), simplifica-se elaborando apenas a combustão completa do carbono (massa molar 12\text{ g mol}^{-1}). De acordo com o conteúdo médio de carbono fixo, o carvão é classificado em vários tipos, com destaque para o antracito, que apresenta, em média, 90\% de carbono. Esse elevado conteúdo favorece energeticamente a combustão, no entanto, libera maior quantidade de gás que provoca efeito estufa.

Supondo a queima completa de 100\text{ g} de carvão antracito, a massa de gás liberada na atmosfera é, em grama, mais próxima de

  1. A
    90{,}0.
  2. B
    210{,}0.
  3. C
    233{,}3.
  4. D
    330{,}0.
  5. E
    366{,}7.
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Resolução comentada

O gás do efeito estufa liberado na combustão completa do carbono é o \ce{CO2}. A equação é:

\ce{C + O2 -> CO2}

A proporção é de 1 mol de C para 1 mol de \ce{CO2}.

  1. Massa de carbono em 100 g de antracito: 0{,}90 \times 100 = 90\ \text{g}.
  2. Massa molar do \ce{CO2}: 12 + 2\times 16 = 44\ \text{g mol}^{-1}.
  3. Regra de três: 12 g de C produzem 44 g de \ce{CO2}, então 90 g de C produzem x.
x = \frac{90 \times 44}{12} = 7{,}5 \times 44 = 330\ \text{g}

O oxigênio entra na conta porque a massa do gás formado é maior que a do carbono queimado: o carbono se combina com o oxigênio do ar (240 g de \ce{O2} para 90 g de C, ou seja, 90 + 240 = 330\ \text{g} de \ce{CO2}, conforme a lei de Lavoisier).

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana quem esquece o teor de 90% e aplica 44/12 aos 100 g inteiros; a A engana quem para na massa de carbono.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • Aconsidera apenas a massa de carbono (90 g), esquecendo o oxigênio incorporado ao CO2.
  • Bvalor sem correspondência com a estequiometria; provavelmente vem de usar massa molar errada do gás.
  • Cresulta de erro de proporção (por exemplo, usar 90 g × 28/12), como se o gás fosse CO.
  • Eaplica 44/12 sobre 100 g de carvão, ignorando que só 90% é carbono.

Assuntos: estequiometria, combustão, efeito estufa.

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