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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 18 do ENEM 2005

Prova · Química: Reagente limitante, pureza e rendimento

Texto para as questões 17 e 18. · Amarela

Na investigação forense, utiliza-se luminol, uma substância que reage com o ferro presente na hemoglobina do sangue, produzindo luz que permite visualizar locais contaminados com pequenas quantidades de sangue, mesmo em superfícies lavadas.

É proposto que, na reação do luminol (I) em meio alcalino, na presença de peróxido de hidrogênio (II) e de um metal de transição (M^{n+}), forma-se o composto 3-amino ftalato (III) que sofre uma relaxação dando origem ao produto final da reação (IV), com liberação de energia (h\nu) e de gás nitrogênio (\ce{N2}).

Esquema da reação de quimiluminescência do luminol: a estrutura I (luminol) reage com peróxido de hidrogênio e cátion metálico de transição (II) formando o intermediário em estado excitado III (3-amino ftalato com asterisco), que decai emitindo luz (h nu) e liberando nitrogênio molecular (N2), gerando a estrutura final IV (3-amino ftalato). No canto superior direito lê-se a referência bibliográfica: "(Adaptado. Química Nova, 25, nº 6, 2002. pp. 1003-1011.)".

Dados: pesos moleculares: Luminol = 177
3-amino ftalato = 164

Na análise de uma amostra biológica para análise forense, utilizou-se 54\ \text{g} de luminol e peróxido de hidrogênio em excesso, obtendo-se um rendimento final de 70\%. Sendo assim, a quantidade do produto final (IV) formada na reação foi de

  1. A
    123{,}9.
  2. B
    114{,}8.
  3. C
    86{,}0.
  4. D
    35{,}0.
  5. E
    16{,}2.
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Resolução comentada

A reação é de proporção 1:1 entre luminol (I) e o produto final (IV), o 3-amino ftalato: cada mol de luminol gera 1 mol de produto, já que o \ce{H2O2} está em excesso e o luminol é o reagente limitante.

  1. Massa molar do luminol: 177\ \text{g/mol}. Massa molar do produto: 164\ \text{g/mol}.

  2. Quantidade de luminol usada:

    n = \frac{54}{177} \approx 0{,}305\ \text{mol}

  3. Massa de produto com rendimento de 100%, usando regra de três:

    177\ \text{g} \rightarrow 164\ \text{g}

    54\ \text{g} \rightarrow x

    x = \frac{54 \cdot 164}{177} \approx 50{,}03\ \text{g}

  4. Aplicando o rendimento de 70\%:

    50{,}03 \cdot 0{,}70 \approx 35{,}0\ \text{g}

Portanto, foram formados cerca de 35{,}0\ \text{g} do produto IV.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AUsa a massa do produto de forma incoerente, sem a proporção correta entre as massas molares e sem aplicar o rendimento.
  • BValor sem relação com a estequiometria 1:1 e o rendimento de 70%.
  • CTambém não corresponde ao cálculo; ignora a proporção entre as massas molares.
  • EValor muito baixo, resultado de erro de conta (como aplicar o rendimento e a proporção de modo inadequado).

Assunto: Reagente limitante, pureza e rendimento.

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Ver como caiu na prova Questão 18 no caderno Amarela do ENEM 2005