Questão 133 do Enem 2024 comentada

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

  • Enem 2024
  • 2º dia
  • Natureza
  • Química
  • Reações químicas e estequiometria
  • Habilidade H25
  • Dificuldade difícil

O biogás é uma alternativa energética muito importante, pois, além de reduzir a dependência por combustíveis fósseis, sua obtenção pode ser realizada a partir de resíduos da produção agroindustrial. Considere que o biogás produzido em um empreendimento de suinocultura contém 70% em volume de metano (massa molar 16 g/mol; volume molar 22 L/mol). Ele será utilizado para geração de energia em substituição ao etanol (massa molar 46 g/mol) em um gerador no qual 1 m³ de biogás de origem suína substitui 0,59 L de etanol anidro (densidade 0,78 g/mL). Nessas condições, a massa de metano necessária para substituir 10 mol de etanol na produção de energia é mais próxima de

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Gabarito oficial (INEP): C

A reação do metano é a combustão, que libera energia e pode substituir o etanol. Os dados para o cálculo são:

Passo 1: quantidade de etanol: 10 mol × 46 g/mol = 460 g. Volume: 460 g / 0,78 g/mL ≈ 590 mL = 0,59 L. Esse volume equivale a 1 m³ de biogás, pelo enunciado.

Passo 2: metano em 1 m³ de biogás: 70% de 1 m³ = 0,7 m³ = 700 L de CH₄.

Passo 3: quantidade de metano: 700 L / 22 L/mol ≈ 31,8 mol.

Passo 4: massa de metano: 31,8 mol × 16 g/mol ≈ 509 g, ou seja, cerca de 510 g.

Por que as outras estão erradas:

  • A) 300 g não corresponde ao cálculo com 70% de metano e volume molar de 22 L/mol.
  • B) 400 g também não resulta da conta com os dados do enunciado.
  • D) 590 g é o volume de etanol em mL, e não uma massa de metano.
  • E) 720 g corresponde a usar 1 m³ de metano puro, esquecendo que o biogás tem só 70% de CH₄.

Dica Enem: em questões de estequiometria com gases, use o volume molar para passar de litros a mols e depois multiplique pela massa molar. Não esqueça a porcentagem do componente na mistura.

Conceitos cobrados: Estequiometria com volume molar de gases; Porcentagem em volume de mistura gasosa; Conversão entre massa, volume, densidade e mols.

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: 2,22.

Fonte: Prova oficial do Enem (INEP), ano 2024, 2º dia, questão 133.
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