Em um estudo sobre a geração de energia a partir de resíduos plásticos, pesquisadores analisaram a combustão…
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
Em um estudo sobre a geração de energia a partir de resíduos plásticos, pesquisadores analisaram a combustão completa do polietileno. Considerando como unidade de repetição do polímero o grupo C2H4, a reação pode ser representada por: C2H4 + 3 O2 ? 2 CO2 + 2 H2O. Para os cálculos, foram adotadas as massas molares: C2H4 = 28,05 g·mol?¹ e CO2 = 44,01 g·mol?¹. Com base na equação de combustão e nas massas molares fornecidas, qual é a massa aproximada de CO2 emitida na combustão completa de 1,00 kg de polietileno? Opções: 3,14 kg de CO2; 1,57 kg de CO2; 2,00 kg de CO2; 4,71 kg de CO2; 1,00 kg de CO2.
- A) 1,57 kg de CO₂
- B) 4,71 kg de CO₂
- C) 1,00 kg de CO₂
- D) 2,00 kg de CO₂
- E) 3,14 kg de CO₂
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Converter a massa de polietileno para gramas: 1,00 kg = 1000 g de unidades C2H4.
- Calcular a quantidade de matéria de C2H4: 1000 g / 28,05 g/mol = aproximadamente 35,65 mol.
- Pela equação C2H4 + 3 O2 -> 2 CO2 + 2 H2O, cada mol de C2H4 produz 2 mol de CO2. Logo, são formados 2 x 35,65 = aproximadamente 71,30 mol de CO2.
- Converter para massa: 71,30 mol x 44,01 g/mol = aproximadamente 3138 g, ou seja, cerca de 3,14 kg de CO2.
- Conclusão: a alternativa correta é a E, que coincide com o gabarito oficial. A alternativa A (1,57 kg) esquece o coeficiente 2 do CO2 na equação. A alternativa B (4,71 kg) corresponde a 3 vezes 1,57 kg, erro de usar o coeficiente do O2 no lugar do CO2. A alternativa C (1,00 kg) supõe que a massa de CO2 é igual à massa do polímero, ignorando a reação química. A alternativa D (2,00 kg) confunde a proporção de mols com a massa, sem usar as massas molares fornecidas.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de polietileno e use a estequiometria para encontrar a massa de CO2.
Alternativa por alternativa
O aluno calcula corretamente os mols de C2H4, mas usa apenas 1 mol de CO2 por mol de polímero, esquecendo o coeficiente 2 da equação balanceada.
Por que engana: O aluno pode confundir a relação entre a massa de polietileno e a quantidade de CO2 gerada, não aplicando corretamente a estequiometria da reação.
O aluno aplica o coeficiente 3 do O2 ao CO2, obtendo o triplo da massa correta em relação à alternativa A, sem verificar qual substância está sendo calculada.
O aluno supõe que a massa de CO2 emitida é igual à massa de polietileno queimado, sem considerar a transformação química e as massas molares.
O aluno considera apenas a proporção de 2 mols de CO2 por mol de polímero e expressa o resultado em kg sem multiplicar pela massa molar do CO2 nem usar a massa molar do polímero.
A quantidade de matéria correspondente a 1,00 kg de polietileno é n(C₂H₄) = 1000 g ÷ 28,05 g·mol⁻¹ ≈ 35,65 mol. Pela equação, cada mol de C₂H₄ produz 2 mol de CO₂; portanto, n(CO₂) ≈ 71,30 mol. A massa de CO₂ é m = 71,30 mol × 44,01 g·mol⁻¹ ≈ 3139 g, ou aproximadamente 3,14 kg.
Raio-X da questão
combustão do polietileno
avaliacao
cálculo estequiométrico · massa molar
Revisar estequiometria e cálculos de massa molar.
O aluno pode confundir a relação entre a massa de polietileno e a quantidade de CO2 gerada, não aplicando corretamente a estequiometria da reação.
ciencia_tecnologia
tomada_decisao
cientifico
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