Questão 77 do Enem 2013 comentada

Ciências da Natureza e suas Tecnologias · Química · Reações químicas e estequiometria. Tente responder antes de abrir o gabarito.

  • Enem 2013
  • 1º dia
  • Natureza
  • Química
  • Reações químicas e estequiometria
  • Habilidade H26
  • Dificuldade difícil

A produção de aço envolve o aquecimento do minério de ferro, junto com carvão (carbono) e ar atmosférico em uma série de reações de oxirredução. O produto é chamado de ferro-gusa e contém cerca de 3,3% de carbono. Uma forma de eliminar o excesso de carbono é a oxidação a partir do aquecimento do ferro-gusa com gás oxigênio puro. Os dois principais produtos formados são aço doce (liga de ferro com teor de 0,3% de carbono restante) e gás carbônico. As massas molares aproximadas dos elementos carbono e oxigênio são, respectivamente, 12 g/mol e 16 g/mol.

LEE, J. D. Química Inorgânica não tão concisa. São Paulo: Edgard Blucher, 1999 (adaptado).

Considerando que um forno foi alimentado com 2,5 toneladas de ferro-gusa, a massa de gás carbônico formada, em quilogramas, na produção de aço doce, é mais próxima de

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Gabarito oficial (INEP): D

O ferro-gusa tem 3,3% de carbono, e o aço doce deve restar com 0,3%. Primeiro, calcule a massa de carbono inicial:

1) Carbono no gusa: 2,5 t = 2500 kg; 3,3% de 2500 kg = 82,5 kg de C.

2) Massa de aço doce: o ferro não é consumido, então a massa de ferro se conserva. O ferro no gusa é 96,7% de 2500 kg = 2417,5 kg. No aço doce, o ferro é 99,7% da massa m: 0,997·m = 2417,5 kg → m ≈ 2424,8 kg

3) Carbono restante no aço: 0,3% de 2424,8 kg ≈ 7,3 kg de C.

4) Carbono removido: 82,5 − 7,3 ≈ 75,2 kg de C.

5) CO₂ formado (C = 12 g/mol, CO₂ = 44 g/mol): m(CO₂) = 75,2 kg × 44/12 ≈ 276 kg, valor mais próximo de 275 kg.

As demais alternativas (28, 75, 175 e 303) correspondem a erros como não converter a massa de carbono em CO₂ ou ignorar o carbono que fica no aço.

Dica Enem: em estequiometria com liga, calcule primeiro o componente que se conserva (aqui, o ferro) para achar a massa final. Não use direto a massa inicial do gusa.

Conceitos cobrados: Estequiometria com porcentagem em massa; Conservação de massa; Conversão C → CO₂ com massas molares.

Comentário gerado por IA a partir do gabarito oficial e revisado automaticamente; pode conter erros — o gabarito do INEP prevalece. Dificuldade pelo parâmetro b divulgado pelo INEP nos microdados: 3,19.

Fonte: Prova oficial do Enem (INEP), ano 2013, 1º dia, questão 77.
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