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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 76 do ENEM 2015

1º dia · Ciências da Natureza · H25 · Química: Reagente limitante, pureza e rendimento

Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (\ce{ZnS}), de pureza 75\%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80\% nesta sequência de equações químicas:

\ce{2 ZnS + 3 O2 -> 2 ZnO + 2 SO2}
\ce{ZnO + CO -> Zn + CO2}

Considere as massas molares: \ce{ZnS} (97\text{ g/mol}); \ce{O2} (32\text{ g/mol}); \ce{ZnO} (81\text{ g/mol}); \ce{SO2} (64\text{ g/mol}); \ce{CO} (28\text{ g/mol}); \ce{CO2} (44\text{ g/mol}); e \ce{Zn} (65\text{ g/mol}).

Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100\text{ kg} de esfalerita?

  1. A
    25
  2. B
    33
  3. C
    40
  4. D
    50
  5. E
    54
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Resolução comentada

Vamos seguir a massa de zinco desde o minério até o metal, aplicando a pureza e o rendimento.

  1. Massa de ZnS puro (pureza de 75\%): 100 \times 0{,}75 = 75\ \text{kg}.

  2. Relação entre as equações: na primeira, 2\ \ce{ZnS} geram 2\ \ce{ZnO}, ou seja, 1 mol de ZnS gera 1 mol de ZnO. Na segunda, 1 mol de ZnO gera 1 mol de Zn. Logo, 1 mol de ZnS resulta em 1 mol de Zn: 97\ \text{g} de ZnS \to 65\ \text{g} de Zn.

  3. Massa teórica de Zn (rendimento de 100\%):

\frac{75}{97} = \frac{x}{65} \Rightarrow x = \frac{75 \times 65}{97} \approx 50{,}3\ \text{kg}
  1. Aplicando o rendimento de 80\%:
50{,}3 \times 0{,}80 \approx 40{,}2\ \text{kg}

O valor mais próximo é 40\ \text{kg}.

Alternativa C.

Pegadinha: A alternativa D engana quem calcula a massa pela pureza (≈50 kg) e esquece de aplicar o rendimento de 80%.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor sem relação com as etapas; não corresponde a nenhuma combinação correta de pureza e rendimento.
  • BAplica pureza e rendimento de forma indevida (por exemplo, usa o rendimento duas vezes) e chega a um valor menor que o correto.
  • DConsidera a pureza, mas esquece de aplicar o rendimento de 80%.
  • EEsquece a pureza e o rendimento, ou usa a massa de ZnS impura sem correção (100 × 65/97 ≈ 67 não bate, mas 54 vem de aplicar só o rendimento em cálculo incorreto).

Assuntos: Reagente limitante, pureza e rendimento, Cálculo estequiométrico.

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