Em uma propriedade rural brasileira, o biogás produzido pela decomposição de resíduos orgânicos é utilizado…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em uma propriedade rural brasileira, o biogás produzido pela decomposição de resíduos orgânicos é utilizado para gerar energia. Considere que uma amostra contenha 16,0 g de metano (CH4), que sofre combustão completa segundo a equação não balanceada: CH4 + O2 ? CO2 + H2O. Considere as massas molares: CH4 = 16,0 g/mol, CO2 = 44,0 g/mol, O2 = 32,0 g/mol e H2O = 18,0 g/mol. Após o balanceamento da equação e considerando que há oxigênio suficiente para a combustão completa, qual massa de dióxido de carbono será formada pela queima dos 16,0 g de CH4?
- A) 16,0 g de CO₂
- B) 11,0 g de CO₂
- C) 88,0 g de CO₂
- D) 32,0 g de CO₂
- E) 44,0 g de CO₂
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Escreva a equação balanceada. O carbono já está balanceado (1 de cada lado). Para o hidrogênio, o CH4 tem 4 átomos, então são necessárias 2 moléculas de H2O. Isso deixa 4 átomos de O nos produtos (2 no CO2 e 2 nas duas H2O), por isso são necessárias 2 moléculas de O2. Equação: CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O.
- Calcule a quantidade de matéria de CH4: 16,0 g dividido por 16,0 g/mol dá 1,0 mol de CH4.
- Pela proporção estequiométrica, 1 mol de CH4 produz 1 mol de CO2, pois o coeficiente de ambos é 1.
- Calcule a massa de CO2: 1,0 mol multiplicado por 44,0 g/mol dá 44,0 g de CO2.
- Compare com o gabarito. O resultado obtido, 44,0 g, corresponde à alternativa E, que coincide com o gabarito oficial.
- Por que as outras estão erradas: A) 16,0 g é a massa de CH4 do enunciado, não a de CO2 formado. B) 11,0 g não corresponde a nenhuma relação estequiométrica da reação. C) 88,0 g resultaria de formar 2 mol de CO2, o que não ocorre, pois o coeficiente do CO2 é 1. D) 32,0 g é a massa molar do O2, um reagente, e não do produto CO2.
💡 Dica: Calcule a massa molar do CH4 e do CO2 para encontrar a relação entre as massas.
Alternativa por alternativa
Supõe que a massa de CO2 formada é igual à massa de CH4 queimada, sem considerar que o oxigênio incorporado altera a massa do produto.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre as massas dos reagentes e produtos, aplicando incorretamente a estequiometria da reação.
Faz uma divisão ou proporção sem base na estequiometria, como dividir a massa molar do CO2 por 4 ou por outro fator arbitrário.
Multiplica a quantidade de CO2 por 2, provavelmente por confundir o coeficiente 2 do O2 ou da H2O com o coeficiente do CO2, que é 1.
Usa a massa molar do O2 (32,0 g/mol) como se fosse a massa do produto, confundindo o reagente oxigênio com o dióxido de carbono formado.
A equação balanceada é CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O. Como 16,0 g de CH₄ correspondem a 1,0 mol, a proporção estequiométrica indica a formação de 1,0 mol de CO₂. Portanto, a massa produzida é 1,0 × 44,0 = 44,0 g de CO₂.
Raio-X da questão
reações de combustão
avaliacao
cálculo estequiométrico · massa molar dos compostos
Revisar as leis da conservação de massa e cálculos estequiométricos.
O aluno pode confundir a relação entre as massas dos reagentes e produtos, aplicando incorretamente a estequiometria da reação.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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