INEP · ENEM · 2024 · Enem — 2º dia (Ciências da Natureza e suas Tecnologias e Matemática e suas Tecnologias)

Questão 133 · Química: Reações químicas e estequiometria

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

  1. A) 300 g.
  2. B) 400 g.
  3. C) 510 g.
  4. D) 590 g.
  5. E) 720 g.

Marque a alternativa correta:

Gabarito: C

Gabarito definitivo divulgado pela banca INEP (ENEM 2024).

Comentário

Gabarito: 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.

Fundamentos: Estequiometria com volume molar de gases · Porcentagem em volume de mistura gasosa · Conversão entre massa, volume, densidade e mols

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 2024 (Enem — 2º dia (Ciências da Natureza e suas Tecnologias e Matemática e suas Tecnologias)), questão 133, com o gabarito definitivo da banca. Comentário: Equipe Cravei · como fazemos e revisamos.