QuímicaUERJBNCC EM13CNT101Difícil⏱ medio

Em uma audiência na câmara municipal, é avaliado um protótipo que captura CO2 emitido por um gerador. Para…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

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 audiência na câmara municipal, é avaliado um protótipo que captura CO2 emitido por um gerador. Para estimar seu desempenho, a equipe usa o modelo simplificado 2 NaOH + CO2 -> Na2CO3 + H2O, no qual o CO2 retido reage apenas com o hidróxido de sódio. Em cada ensaio, são usados 0,60 mol de NaOH. A alimentação de CO2, inicialmente de 0,20 mol, é elevada para 0,40 mol, sem alterar as demais condições. Com base no modelo e nos dados, qual efeito essa mudança produz na quantidade de carbonato formada e nos reagentes ao final do ensaio?

A) A produção de Na2CO3 aumenta para 0,30 mol; restam 0,20 mol de CO2 e o NaOH é consumido.
B) A produção de Na2CO3 permanece em 0,20 mol; restam 0,20 mol de CO2 e 0,20 mol de NaOH.
C) A produção de Na2CO3 aumenta de 0,20 mol para 0,40 mol; restam 0,20 mol de NaOH e o CO2 reage.
D) A produção de Na2CO3 aumenta de 0,20 mol para 0,30 mol; restam 0,10 mol de CO2 e todo o NaOH é consumido.
E) A produção de Na2CO3 aumenta para 0,30 mol; restam 0,10 mol de CO2 e 0,30 mol de NaOH.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

Pela equação balanceada, 2 mol de NaOH reagem com 1 mol de CO2 e formam 1 mol de Na2CO3.
Com 0,60 mol de NaOH, podem reagir no máximo 0,30 mol de CO2. Como há 0,40 mol de CO2, o NaOH é o reagente limitante.
Formam-se 0,30 mol de Na2CO3; sobram 0,40 − 0,30 = 0,10 mol de CO2, e todo o NaOH é consumido. Portanto, D está correta e coincide com o gabarito oficial.
A está errada porque, se 0,30 mol de CO2 reagem, sobram 0,10 mol, não 0,20 mol. B mantém a produção em 0,20 mol e calcula sobras incompatíveis com a estequiometria. C supõe que todo o CO2 reage, embora não haja NaOH suficiente. E acerta a sobra de CO2, mas afirma que restam 0,30 mol de NaOH, quando todo ele reage.

💡 Dica: Use a proporção 2:1 entre NaOH e CO2; com 0,60 mol de NaOH, no máximo 0,30 mol de CO2 reage.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Procedimental

O aluno identifica corretamente o limite de 0,30 mol de CO2 que pode reagir, mas calcula incorretamente a quantidade que sobra, confundindo 0,10 mol com 0,20 mol.

B Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno mantém a produção correspondente ao ensaio inicial, sem perceber que há NaOH suficiente para reagir com mais CO2; também não aplica corretamente a proporção 2:1.

Por que engana: Supor que o aumento de CO2 aumenta proporcionalmente o produto, sem considerar o limite imposto pelo NaOH.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno considera que o aumento de CO2 permite seu consumo total, ignorando que 0,60 mol de NaOH só reagem com 0,30 mol de CO2.

D Correta

A proporção da reação exige 2 mol de NaOH para cada 1 mol de CO2. No primeiro ensaio, o CO2 é totalmente consumido e forma 0,20 mol de Na2CO3. No segundo, os 0,60 mol de NaOH permitem formar 0,30 mol de Na2CO3, consumindo 0,30 mol de CO2 e deixando 0,10 mol desse gás em excesso.

E Erradaerro: Conceitual

O aluno calcula corretamente a sobra de CO2, mas não reconhece que os 0,60 mol de NaOH são integralmente consumidos ao reagir com 0,30 mol de CO2.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom analisar

Leitura baixo

Discriminação medio

Peso pedagógico medio

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade dupla

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

🎯 Conceito central

Estequiometria e reagente limitante

📌 Objetivo

fixacao

🧱 Pré-requisitos

Balanceamento de equações químicas · Proporções molares

📚 Reveja

Cálculo de reagentes em excesso e produtos

⚠️ Erro mais comum

Supor que o aumento de CO2 aumenta proporcionalmente o produto, sem considerar o limite imposto pelo NaOH.

🌎 Tema transversal

Captura de dióxido de carbono

🏫 Contexto

cientifico

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