Questão 128 do Enem 2019 PPL: quanto ácido sulfúrico sai do ouro de tolo

Enem 2019 PPL · 2º dia · caderno azul · Química · Química geral

Nos outros cadernos: amarelo 119 · cinza 104 · rosa 98

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C 2,6

Na busca por ouro, os garimpeiros se confundem facilmente entre o ouro verdadeiro e o chamado ouro de tolo, que tem em sua composição 90% de um minério chamado pirita (FeS₂). Apesar do engano, a pirita não é descartada, pois é utilizada na produção do ácido sulfúrico, que ocorre com rendimento global de 90%, conforme as equações químicas apresentadas.

Considere as massas molares: FeS₂ (120 g/mol), O₂ (32 g/mol), Fe₂O₃ (160 g/mol), SO₂ (64 g/mol), SO₃ (80 g/mol), H₂O (18 g/mol), H₂SO₄ (98 g/mol).

$4\ \text{FeS}_2 + 11\ \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{Fe}_2\text{O}_3 + 8\ \text{SO}_2$

$2\ \text{SO}_2 + \text{O}_2 \rightarrow 2\ \text{SO}_3$

$\text{SO}_3 + \text{H}_2\text{O} \rightarrow \text{H}_2\text{SO}_4$

Qual é o valor mais próximo da massa de ácido sulfúrico, em quilograma, que será produzida a partir de 2,0 kg de ouro de tolo?

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

A massa de H₂SO₄ obtida de 2,0 kg de ouro de tolo, com 90% de pirita e rendimento global de 90%.

Massa e mols de pirita

m_{\text{FeS}_2} = 0{,}9 \times 2{,}0 = 1{,}8\ \text{kg} = 1\,800\ \text{g}

n = \frac{1\,800}{120} = 15\ \text{mol}

Proporção global

Cada FeS₂ tem dois enxofres, e todo enxofre acaba no ácido: 4 FeS₂ → 8 SO₂ → 8 SO₃ → 8 H₂SO₄. Ou seja:

1\ \text{FeS}_2 \rightarrow 2\ \text{H}_2\text{SO}_4

n_{\text{H}_2\text{SO}_4} = 2 \times 15 = 30\ \text{mol}

Massa com rendimento

m = 30 \times 98 = 2\,940\ \text{g} \qquad 0{,}9 \times 2{,}94 \approx 2{,}6\ \text{kg}

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Massa pequena demais: cada FeS₂ gera dois H₂SO₄, e o ácido (98 g/mol) é mais pesado que a pirita por enxofre.
B
Também fica muito abaixo do resultado. Confira a proporção 1 FeS₂ : 2 H₂SO₄.
D
2,94 kg seria o resultado com 100% de rendimento. Faltou aplicar os 90%.
E
3,3 kg sai de tratar os 2,0 kg como pirita pura e ignorar o rendimento: esquece os dois 90%.

Raio-X da questão

Dados oficiais do Inep. Os microdados desta aplicação não trazem as respostas dos candidatos, então aparecem só a dificuldade pela TRI e a habilidade avaliada.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 648 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 16ª mais difícil de 44 questões válidas desta prova. O parâmetro B, na escala de notas do Enem (500 + 100 · b), é a nota em que o candidato passa a ter mais chance de acertar a questão do que de errar, sem contar o chute.

Habilidade 25 · Competência 7Caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações biológicas, sociais, econômicas ou ambientais de sua obtenção ou produção.

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