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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 58 do ENEM 2016

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

A minimização do tempo e custo de uma reação química, bem como o aumento na sua taxa de conversão, caracterizam a eficiência de um processo químico. Como consequência, produtos podem chegar ao consumidor mais baratos. Um dos parâmetros que mede a eficiência de uma reação química é o seu rendimento molar (R, em %), definido como

R = \frac{n_{\text{produto}}}{n_{\text{reagente limitante}}} \times 100

em que n corresponde ao número de mols. O metanol pode ser obtido pela reação entre brometo de metila e hidróxido de sódio, conforme a equação química:

\ce{CH3Br + NaOH -> CH3OH + NaBr}

As massas molares (em g/mol) desses elementos são: \ce{H} = 1; \ce{C} = 12; \ce{O} = 16; \ce{Na} = 23; \ce{Br} = 80.

O rendimento molar da reação, em que 32 g de metanol foram obtidos a partir de 142,5 g de brometo de metila e 80 g de hidróxido de sódio, é mais próximo de

  1. A
    22%.
  2. B
    40%.
  3. C
    50%.
  4. D
    67%.
  5. E
    75%.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O rendimento molar compara os mols de produto realmente obtidos com os mols do reagente limitante, aquele que acaba primeiro. Por isso, o primeiro passo é converter tudo para mols.

  1. Massas molares: \ce{CH3Br} = 12 + 3 + 80 = 95\ \text{g/mol}; \ce{NaOH} = 23 + 16 + 1 = 40\ \text{g/mol}; \ce{CH3OH} = 12 + 4 + 16 = 32\ \text{g/mol}.

  2. Mols de \ce{CH3Br}: \dfrac{142{,}5}{95} = 1{,}5\ \text{mol}.

  3. Mols de \ce{NaOH}: \dfrac{80}{40} = 2{,}0\ \text{mol}.

  4. A proporção da equação é 1 : 1. Com 1{,}5 mol de \ce{CH3Br} e 2{,}0 mol de \ce{NaOH}, o \ce{CH3Br} acaba primeiro. Ele é o reagente limitante, e o máximo possível de metanol é 1{,}5 mol.

  5. Mols de metanol obtidos: \dfrac{32}{32} = 1{,}0\ \text{mol}.

  6. Rendimento:

R = \frac{1{,}0}{1{,}5} \times 100 \approx 67\%

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa C engana quem toma o NaOH (2 mol) como reagente limitante, sem comparar com os 1,5 mol de CH3Br.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AValor sem relação com as contas; não corresponde a nenhuma razão entre os mols obtidos.
  • BNão corresponde a nenhuma razão entre os mols obtidos.
  • CUsa o NaOH como se fosse o limitante (1{,}0/2{,}0), mas ele está em excesso.
  • ENão corresponde a nenhuma razão entre os mols obtidos.

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

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