Questão 122 do ENEM 2017

Question

O ácido acetilsalicílico, AAS (massa molar igual a 180\ \text{g/mol}), é sintetizado a partir da reação do ácido salicílico (massa molar igual a 138\ \text{g/mol}) com anidrido acético, usando-se ácido sulfúrico como catalisador, conforme a equação química:

Equação química da reação entre o ácido salicílico e o anidrido acético, catalisada por ácido sulfúrico (H2SO4), formando ácido acetilsalicílico e ácido acético, com as respectivas fórmulas estruturais planas e legendas com os nomes das substâncias.

Após a síntese, o AAS é purificado e o rendimento final é de aproximadamente 50\%. Devido às suas propriedades farmacológicas (antitérmico, analgésico, anti-inflamatório e antitrombótico), o AAS é utilizado como medicamento na forma de comprimidos, nos quais se emprega tipicamente uma massa de 500\ \text{mg} dessa substância.

Uma indústria farmacêutica pretende fabricar um lote de 900 mil comprimidos, de acordo com as especificações do texto. Qual é a massa de ácido salicílico, em \text{kg}, que deve ser empregada para esse fim?

A
293
B
345
C
414
D
690
E
828

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 122 do ENEM 2017

2º dia · Ciências da Natureza · H25 · Química: Reagente limitante, pureza e rendimento

O ácido acetilsalicílico, AAS (massa molar igual a 180\ \text{g/mol}), é sintetizado a partir da reação do ácido salicílico (massa molar igual a 138\ \text{g/mol}) com anidrido acético, usando-se ácido sulfúrico como catalisador, conforme a equação química:

Equação química da reação entre o ácido salicílico e o anidrido acético, catalisada por ácido sulfúrico (H2SO4), formando ácido acetilsalicílico e ácido acético, com as respectivas fórmulas estruturais planas e legendas com os nomes das substâncias.

Após a síntese, o AAS é purificado e o rendimento final é de aproximadamente 50\%. Devido às suas propriedades farmacológicas (antitérmico, analgésico, anti-inflamatório e antitrombótico), o AAS é utilizado como medicamento na forma de comprimidos, nos quais se emprega tipicamente uma massa de 500\ \text{mg} dessa substância.

Uma indústria farmacêutica pretende fabricar um lote de 900 mil comprimidos, de acordo com as especificações do texto. Qual é a massa de ácido salicílico, em \text{kg}, que deve ser empregada para esse fim?

A
293
B
345
C
414
D
690
E
828

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Resolução comentada

A ideia central é a estequiometria com rendimento: a equação mostra que 1 mol de ácido salicílico produz 1 mol de AAS (proporção 1:1). Como o rendimento é de 50%, é preciso partir de uma quantidade de reagente que seria suficiente para o dobro do produto desejado.

Massa total de AAS nos comprimidos: 900\,000 \times 500\ \text{mg} = 450\,000\,000\ \text{mg} = 450\,000\ \text{g} = 450\ \text{kg}.
Massa de ácido salicílico necessária se o rendimento fosse de 100%, pela proporção 138\ \text{g} \to 180\ \text{g}:

m = \frac{450 \times 138}{180} = 345\ \text{kg}

Correção pelo rendimento de 50%: só metade do que é calculado vira produto, então a massa real de reagente é o dobro:

m_{real} = \frac{345}{0{,}5} = 690\ \text{kg}

Portanto, devem ser empregados 690 kg de ácido salicílico.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa B engana quem para no cálculo estequiométrico (345 kg) e esquece que o rendimento de 50% exige o dobro de reagente.

Por que as outras alternativas estão erradas

AMultiplica 345 kg por 0,85 ou usa a proporção inversa (180/138), sem corrigir o rendimento corretamente.
BCalcula a massa para rendimento de 100% e esquece de corrigir pelo rendimento de 50%.
CAplica uma correção incorreta (por exemplo, 345 × 1,2), sem dividir por 0,5.
EDobra o valor de 414 ou usa a proporção errada, chegando ao dobro de um valor já incorreto.

Assunto: Reagente limitante, pureza e rendimento.

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Questão 122 no caderno Azul do ENEM 2017

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