QuímicaUERJBNCC EM13CNT203Difícil⏱ medio

Uma das técnicas empregadas para separar uma mistura gasosa de CO2 e CH4 consiste em fazê-la passar por uma…

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

Uma das técnicas empregadas para separar uma mistura gasosa de CO2 e CH4 consiste em fazê-la passar por uma solução aquosa de Ba(OH)2. Uma amostra dessa mistura gasosa, com volume total de 30 L, sob temperatura de 27 °C e pressão de 1 atm, ao reagir com a solução aquosa de Ba(OH)2, produz a precipitação de 98,5 g de BaCO3. A fração gasosa remanescente, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contém apenas CH4. O volume, em litros, de CH4 remanescente é igual a: (UERJ 2014)

A) 10
B) 12
C) 15
D) 18

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Calcule a quantidade de BaCO3 formada. A massa molar do BaCO3 é 137 (Ba) + 12 (C) + 3 x 16 (O) = 197 g/mol. Logo, n = 98,5 / 197 = 0,5 mol de BaCO3. Passo 2: Pela reação CO2 + Ba(OH)2 gera BaCO3 + H2O, a proporção é 1 mol de CO2 para 1 mol de BaCO3. Portanto, o CO2 que reagiu foi de 0,5 mol. O CH4 não reage com a solução, então ele fica na fração gasosa remanescente. Passo 3: Converta a quantidade de matéria de CO2 em volume nas condições dadas (27 °C = 300 K e 1 atm). Usando PV = nRT com R = 0,082: V = nRT/P = 0,5 x 0,082 x 300 / 1 = 12,3 L de CO2. Passo 4: O volume total da mistura é 30 L nas mesmas condições. Assim, o volume de CH4 remanescente é 30 - 12,3 = 17,7 L, que arredondado é aproximadamente 18 L. Passo 5: Por que as outras estão erradas: a alternativa A (10 L) não corresponde ao volume de CH4 obtido pela subtração correta; a alternativa B (12 L) é o volume de CO2 que reagiu, não o de CH4 que sobrou; a alternativa C (15 L) supõe uma divisão igual da mistura, o que não é indicado pelos dados. Conclusão: o gabarito D está correto, pois o CH4 remanescente é de cerca de 18 L.

💡 Dica: Calcule a quantidade de CO2 pela massa de BaCO3 e subtraia do volume total para achar o volume de CH4.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno provavelmente errou o cálculo do volume ocupado pelo CO2 (por exemplo, ao considerar um volume molar incorreto ou uma razão estequiométrica errada), chegando a um valor de CO2 próximo de 20 L e, por subtração, a 10 L de CH4.

B Erradaerro: Interpretaçãoa que mais engana

O aluno calculou corretamente o volume de CO2 que reagiu (cerca de 12,3 L), mas registrou esse valor como resposta, confundindo o gás que foi retido pela solução com o gás remanescente que é pedido.

Por que engana: Confundir a massa de BaCO3 com a massa de CO2 ou não aplicar corretamente a estequiometria para encontrar o volume de CH4.

C Erradaerro: Senso comum

O aluno supôs que a mistura se divide igualmente entre CO2 e CH4 (metade de 30 L para cada gás), sem aplicar a estequiometria obtida a partir da massa de BaCO3.

D Correta

CORRETA. O volume de 18 L corresponde ao volume de CH4 remanescente após a reação, calculado corretamente a partir da massa de BaCO3 formada e do volume total inicial da mistura gasosa.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Aplicar

Leitura medio

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade unica

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

🎯 Conceito central

reação química, estequiometria, gases

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

reação química e estequiometria · leis dos gases ideais

📚 Reveja

reação de precipitação, cálculo estequiométrico, leis dos gases

⚠️ Erro mais comum

Confundir a massa de BaCO3 com a massa de CO2 ou não aplicar corretamente a estequiometria para encontrar o volume de CH4.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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Cole o enunciado e veja a resolução passo a passo, a alternativa correta e por que as outras estão erradas.

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