Questão 42 da FUVEST 2019

1ª fase

O cinamaldeído é um dos principais compostos que dão o sabor e o aroma da canela. Quando exposto ao ar, oxida conforme a equação balanceada:

Equação química balanceada mostrando a molécula de cinamaldeído reagindo com 1/2 O2 para formar o ácido cinâmico.

Uma amostra de 19{,}80\text{ g} desse composto puro foi exposta ao ar por 74 dias e depois pesada novamente, sendo que a massa final aumentou em 1{,}20\text{ g}. A porcentagem desse composto que foi oxidada no período foi de

Note e adote:
Massas molares (g/mol):
Cinamaldeído = 132; \ce{O2} = 32
Considere que não houve perda de cinamaldeído ou do produto de oxidação por evaporação.
  1. A
    10\%
  2. B
    25\%
  3. C
    50\%
  4. D
    75\%
  5. E
    90\%
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Resolução comentada

A massa da amostra aumenta porque o cinamaldeído incorpora oxigênio do ar: cada mol que oxida ganha \frac{1}{2} mol de \ce{O2}, ou seja, 16\ \text{g} de O.

A equação mostra a proporção:

1\ \text{mol de cinamaldeído} \;(132\ \text{g}) + \tfrac{1}{2}\ \text{mol de }\ce{O2}\;(16\ \text{g}) \rightarrow 1\ \text{mol de ácido}

Portanto, a cada 132\ \text{g} oxidados, a massa aumenta 16\ \text{g}.

  1. Massa de cinamaldeído que oxidou, com aumento de 1{,}20\ \text{g}:

    \frac{132}{x}=\frac{16}{1{,}20}\Rightarrow x=\frac{132\cdot 1{,}20}{16}=9{,}90\ \text{g}

  2. Porcentagem em relação à amostra inicial de 19{,}80\ \text{g}:

    \frac{9{,}90}{19{,}80}=0{,}50=50\%

Conferindo: 9{,}90\ \text{g} correspondem a 0{,}075 mol, que consome 0{,}0375 mol de \ce{O2}, ou seja, 0{,}0375\cdot 32=1{,}20\ \text{g}. Confere.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • ANão corresponde a nenhuma relação correta entre a massa ganha (1,20 g) e a massa oxidada; seria resultado de erro de proporção.
  • BUsa 32 g de O2 por mol de aldeído, ignorando o coeficiente 1/2, o que dá 4,95 g (25%).
  • DNão decorre da proporção 132 g : 16 g; superestima a massa oxidada.
  • EConfunde o aumento de massa (1,20 g) com quantidade de matéria oxidada, resultado sem base na estequiometria.

Assuntos: estequiometria, massa molar, oxidação de aldeído.

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