Uma fábrica polimeriza 500 kg de estireno (C8H8, MM = 104,15 g·mol-1); ?Hpol = -57 kJ·mol-1. Qual o calor…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma fábrica polimeriza 500 kg de estireno (C8H8, MM = 104,15 g·mol-1); ?Hpol = -57 kJ·mol-1. Qual o calor total liberado e a implicação para controle térmico na planta?
- A) ˜ -2,74×10^5 kJ liberados; exige sólido sistema de resfriamento.
- B) Sem calor significativo, pois monômeros compensam – basta ventilação.
- C) ˜ -2,74×10^8 kJ liberados; risco de explosão térmica imediato.
- D) ˜ +2,74×10^5 kJ absorvidos; processo endotérmico, necessário aquecimento.
- E) ˜ -2,74×10^3 kJ; calor desprezível, não precisa de controle.
✅ Resposta correta: alternativa A
Resolução passo a passo
- Converta a massa de estireno para gramas: 500 kg = 500.000 g. Passo 2: Calcule o número de mols: 500.000 g / 104,15 g·mol-1 = aproximadamente 4.800,8 mol. Passo 3: Calcule o calor total: Q = n x ΔHpol = 4.800,8 mol x (-57 kJ·mol-1) = aproximadamente -273.600 kJ, ou seja, cerca de -2,74x10^5 kJ. O sinal negativo indica que o calor é liberado, pois a polimerização é exotérmica. Passo 4: Interprete para o controle térmico: uma liberação de cerca de 2,74x10^5 kJ é muito grande, então a planta precisa de um sistema de resfriamento robusto para retirar esse calor e evitar aquecimento descontrolado do reator. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa B afirma que não há calor significativo, o que contradiz o valor calculado; a alternativa C erra a potência de 10 (10^8 em vez de 10^5) e exagera o risco como explosão imediata; a alternativa D inverte o sinal, tratando uma reação exotérmica como endotérmica; a alternativa E erra a ordem de grandeza (10^3) e considera o calor desprezível, o que é incorreto para 500 kg de monômero. Conclusão: o gabarito A está correto, com cálculo e implicação coerentes.
💡 Dica: Calcule o número de mols e multiplique pela variação de entalpia.
Alternativa por alternativa
Cálculo: n = 500000/104,15 ˜ 4801 mol; Q = 4801×(-57) ˜ -273657 kJ.
Acredita que os monômeros absorvem ou compensam o calor da polimerização, e que ventilação basta para dissipá-lo. Desconsidera que a reação libera energia proporcional à quantidade de mols convertidos.
Calcula corretamente o sinal e o método, mas erra a potência de 10 ao escrever 10^8 em vez de 10^5, e exagera a consequência como explosão imediata, sem base nos dados.
Por que engana: O aluno pode confundir a quantidade de calor liberado, calculando incorretamente a relação entre massa e mols, levando a um valor errôneo.
Confunde processo exotérmico com endotérmico e inverte o sinal da variação de entalpia, concluindo que a polimerização absorve calor e exige aquecimento.
Erra a ordem de grandeza do resultado (10^3 em vez de 10^5), possivelmente por problema de unidade ou de conversão de kg para g, e por isso conclui que o calor é desprezível.
Raio-X da questão
polimerização do estireno
avaliacao
cálculo de mols e calor · polimerização e reações químicas
Revisar cálculos de calor em reações químicas.
O aluno pode confundir a quantidade de calor liberado, calculando incorretamente a relação entre massa e mols, levando a um valor errôneo.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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