Questão 77 · Química: Reações químicas e estequiometria
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
- A) 28.
- B) 75.
- C) 175.
- D) 275.
- E) 303.
Marque a alternativa correta:
Gabarito: D
Gabarito definitivo divulgado pela banca INEP (ENEM 2013).
Comentário
Gabarito: 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.
Fundamentos: Estequiometria com porcentagem em massa · Conservação de massa · Conversão C → CO₂ com massas molares
Comentário gerado pela Cravei IA a partir do enunciado e do gabarito definitivo divulgado pela banca, e conferido por uma verificação automática. A IA pode errar: o gabarito oficial sempre prevalece.
Fonte: prova INEP ENEM 2013 (Enem — 1º dia (Ciências Humanas e suas Tecnologias e Ciências da Natureza e suas Tecnologias)), questão 77, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.