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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 125 do ENEM 2025

2º dia · Ciências da Natureza · H25 · Química: Volume molar e estequiometria de gases

Apaixonada por culinária e química, uma chefe de cozinha calculou que, para promover o crescimento adequado da massa durante o cozimento de um bolo a 180 °C (453 K) e 1,00 atm, ela precisaria utilizar uma quantidade de fermento químico suficiente para produzir um volume de gás igual a 4,00 L. Com esse objetivo, ela escolheu utilizar o bicarbonato de amônio, um composto que, sob aquecimento, degrada-se em três gases distintos, que são os responsáveis pelo crescimento da massa. A decomposição do bicarbonato de amônio ocorre conforme a equação química apresentada e, nas condições do cozimento, seu rendimento é de 80%.

\ce{NH4HCO3 (s) -> NH3 (g) + CO2 (g) + H2O (g)}

Considere que a mistura dos gases se comporta como gás ideal nas condições de cozimento utilizadas pela chefe.

Dados: Massa molar do \ce{NH4HCO3} = 79\text{ g}\cdot\text{mol}^{-1} e \text{R} = 0{,}082\text{ atm}\cdot\text{L}\cdot\text{mol}^{-1}\cdot\text{K}^{-1}.

A massa, em grama, de bicarbonato de amônio que ela deve utilizar é mais próxima de

  1. A
    2,3 g.
  2. B
    3,5 g.
  3. C
    5,9 g.
  4. D
    6,8 g.
  5. E
    8,9 g.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

O volume de 4,00 L é o total de gás produzido (NH₃ + CO₂ + H₂O) a 453 K e 1,00 atm. Vamos achar o número de mols de gás e relacioná-lo com o fermento pela estequiometria e pelo rendimento.

  1. Mols de gás pela equação de Clapeyron, PV = nRT:
n = \frac{PV}{RT} = \frac{1{,}00 \cdot 4{,}00}{0{,}082 \cdot 453} = \frac{4{,}00}{37{,}146} \approx 0{,}1077\ \text{mol de gás}
  1. Estequiometria: 1 mol de \ce{NH4HCO3} produz 3 mols de gás (1 de \ce{NH3}, 1 de \ce{CO2} e 1 de \ce{H2O}). Com rendimento de 100%, seriam necessários:
n_{\text{fermento}} = \frac{0{,}1077}{3} \approx 0{,}0359\ \text{mol}
  1. Rendimento de 80%: só 80% do fermento se decompõe, então é preciso colocar mais:
n_{\text{real}} = \frac{0{,}0359}{0{,}80} \approx 0{,}0449\ \text{mol}
  1. Massa, com M = 79\ \text{g/mol}:
m = 0{,}0449 \cdot 79 \approx 3{,}5\ \text{g}

Alternativa B.

Pegadinha: A alternativa A engana quem esquece de dividir pelo rendimento (ou multiplica por 0,8), e a E engana quem não divide por 3 os mols de gás.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AIgnora o rendimento de 80% e obtém cerca de 2,8 g, ou multiplica pelo rendimento em vez de dividir (≈2,3 g).
  • CDivide os mols de gás por 2 em vez de 3, ou erra a estequiometria, chegando a valor próximo de 5,9 g.
  • DConsidera só 2 mols de gás por mol de fermento e aplica o rendimento, chegando a cerca de 5,3 g, ou outro erro de contagem próximo de 6,8 g.
  • EUsa 1 mol de gás por mol de fermento (sem dividir por 3) e o rendimento, ou erra a temperatura, gerando valor muito alto.

Assuntos: Volume molar e estequiometria de gases, Reagente limitante, pureza e rendimento, Estudo dos gases e equação de Clapeyron.

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