QuímicaUERJBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

No interior do casco dos navios, existem tanques que podem ter seu volume preenchido parcial ou totalmente com…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT203

Avaliar e prever efeitos de intervenções nos ecossistemas, e seus impactos nos seres vivos e no corpo humano, com base nos mecanismos de manutenção da vida, nos ciclos da matéria e nas transformações e transferências de energia, utilizando representações e simulações sobre tais fatores, com ou sem o uso de dispositivos e aplicativos digitais (como softwares de simulação e de realidade virtual, entre outros).

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

No interior do casco dos navios, existem tanques que podem ter seu volume preenchido parcial ou totalmente com água do mar em função das necessidades de flutuabilidade. Como os tanques são constituídos de materiais metálicos, eles sofrem, ao longo do tempo, corrosão pelo contato com a água do mar, conforme a equação: 4 Fe (s) + 3 O2 (g) ? 2 Fe2O3 (s) Um processo corrosivo no interior de um tanque fechado apresenta as seguintes características: - volume interno { 10.000 m³ de água do mar 30.000 m³ de ar - concentração de gás oxigênio no ar, em volume { antes da corrosão: 20,9% após a corrosão: 19,3% AdmitA que, durante todo o processo de corrosão, o ar no interior do tanque esteve submetido às CNTP, com comportamento ideal, e que apenas o oxigênio presente no ar foi consumido. A massa de ferro, em quilogramas, consumida após o processo corrosivo foi igual a: (UERJ 2012)

A) 1 300
B) 1 600
C) 2 100
D) 2 800

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Identifique o volume de ar no tanque. O enunciado informa 30.000 m³ de ar, e a água ocupa 10.000 m³, mas só o ar contém oxigênio, então o cálculo usa apenas os 30.000 m³ de ar. Passo 2: Calcule a variação do volume de O2. A porcentagem de O2 no ar caiu de 20,9% para 19,3%, uma redução de 1,6 ponto percentual. Volume de O2 consumido = 0,016 x 30.000 m³ = 480 m³. Passo 3: Converta o volume em mols. Nas CNTP, 1 mol de gás ocupa 22,4 L, ou seja, 0,0224 m³. Mols de O2 = 480 / 0,0224 = aproximadamente 21.428,6 mol. Passo 4: Use a estequiometria da equação 4 Fe + 3 O2 -> 2 Fe2O3. Pela proporção, 3 mol de O2 reagem com 4 mol de Fe, então mols de Fe = (4/3) x 21.428,6 = aproximadamente 28.571,4 mol. Passo 5: Converta mols de Fe em massa. Massa molar do Fe = 56 g/mol. Massa = 28.571,4 x 56 = 1.600.000 g = 1.600 kg. Passo 6: Conclusão. A massa de ferro consumida é 1.600 kg, alternativa B, que coincide com o gabarito oficial. Por que as outras estão erradas: A) 1.300 kg não corresponde a nenhuma etapa correta do cálculo, como a proporção ou a conversão de volume. B) 1.600 kg é a resposta correta. C) 2.100 kg resulta de uma proporção estequiométrica invertida ou de um cálculo com o volume total de oxigênio, e não do consumo apenas. D) 2.800 kg aparece quando se confunde a variação percentual com outro valor ou se erra o volume de referência.

💡 Dica: Calcule o volume de oxigênio consumido e use a estequiometria da reação para encontrar a massa de ferro consumida.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimentala que mais engana

O aluno provavelmente errou na conversão do volume de O2 consumido em mols ou na proporção de 4 para 3 entre Fe e O2, obtendo um número de mols de Fe menor do que o correto.

Por que engana: confundir volume percentual com volume absoluto ou não aplicar corretamente a estequiometria da reação para calcular a massa de ferro consumida.

B Correta

CORRETA. Considerando a variação da porcentagem de oxigênio no ar, o volume total de oxigênio consumido, a conversão para mols nas CNTP e a proporção estequiométrica da reação, chega-se à massa de ferro consumida de 1.600 kg.

C Erradaerro: Interpretação

O aluno pode ter invertido a razão estequiométrica (usando 3/4 em vez de 4/3) ou aplicado a porcentagem de O2 presente no ar inteiro, e não apenas a variação de 1,6 ponto percentual que representa o oxigênio consumido.

D Erradaerro: Interpretação

O aluno provavelmente interpretou mal a variação percentual, tratando a queda de 20,9% para 19,3% como se fosse outro valor de consumo, ou usou um volume de referência errado (incluindo a água ou calculando sobre 40.000 m³), o que altera o volume de O2 consumido.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade multipla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

corrosão, estequiometria, gases ideais

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

estequiometria química básica · leis dos gases ideais

📚 Reveja

revisar leis dos gases ideais e cálculo estequiométrico em reações químicas

⚠️ Erro mais comum

confundir volume percentual com volume absoluto ou não aplicar corretamente a estequiometria da reação para calcular a massa de ferro consumida.

🤝 Socioemocional

tomada_decisao

🏫 Contexto

cotidiano

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