Questão 98 do Enem 2021 PPL: quanto calcário neutraliza a drenagem ácida de minas

Enem 2021 PPL · 2º dia · caderno azul · Química · Química ambiental

Nos outros cadernos: amarelo 126 · cinza 119 · rosa 128

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D 20,0

A presença de substâncias ricas em enxofre em áreas de mineração provoca preocupantes impactos ambientais. Um exemplo dessas substâncias é a pirita (FeS₂), que, em contato com o oxigênio atmosférico, reage formando uma solução aquosa ferruginosa, conhecida como drenagem ácida de minas, segundo a equação química:

$4\ \text{FeS}_2\,(s) + 15\ \text{O}_2\,(g) + 2\ \text{H}_2\text{O}\,(l) \rightarrow 2\ \text{Fe}_2(\text{SO}_4)_3\,(aq) + 2\ \text{H}_2\text{SO}_4\,(aq)$

Em situações críticas, nas quais a concentração do ácido sulfúrico atinge 9,8 g/L, o pH alcança valores menores que 1,0. Uma forma de reduzir o impacto da drenagem ácida de minas é tratá-la com calcário (CaCO₃). Considere que uma amostra comercial de calcário, com pureza igual a 50% em massa, foi disponibilizada para o tratamento.

FIGUEIREDO, B. R. Minérios e ambientes. Campinas: Unicamp, 2000 (adaptado).

Qual é a massa de calcário, em gramas, necessária para neutralizar um litro de drenagem ácida de minas, em seu estado crítico, sabendo-se que as massas molares do CaCO₃ e do H₂SO₄ são iguais a 100 g/mol e 98 g/mol, respectivamente?

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Resolução comentada

O que a questão pede

A massa de calcário com 50% de pureza para neutralizar 1 L da drenagem ácida.

Quanto ácido há em 1 L

n(\text{H}_2\text{SO}_4) = \frac{9{,}8\ \text{g}}{98\ \text{g/mol}} = 0{,}1\ \text{mol}

A neutralização

\text{CaCO}_3 + \text{H}_2\text{SO}_4 \rightarrow \text{CaSO}_4 + \text{H}_2\text{O} + \text{CO}_2

A proporção é 1 : 1: são necessários 0,1 mol de CaCO₃, ou seja, 0,1 × 100 = 10 g de CaCO₃ puro.

A pureza

O calcário tem só 50% de CaCO₃. Para ter 10 g de CaCO₃, é preciso o dobro de calcário:

m = \frac{10\ \text{g}}{0{,}50} = 20\ \text{g}

Alternativa D.

D Gabarito: alternativa D

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Confunde mols com gramas: 0,1 mol de CaCO₃, dobrado pela pureza, dá 0,2, mas em mol, e não em grama. (17% marcaram)
B
Divide pela pureza ao contrário: multiplica os 10 g por 0,5 em vez de dividir. Com calcário impuro, é preciso mais massa, e não menos. (23,3% marcaram)
C
Foi a errada mais marcada. 10 g é a massa de CaCO₃ puro. Como o calcário tem só 50% de pureza, é preciso o dobro. (23,8% marcaram)
E
Erra a ordem de grandeza: em 1 L há só 9,8 g de ácido, que pedem algumas dezenas de gramas de calcário, e não centenas. (10,7% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 66.705 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 685 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 8ª mais difícil de 45 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.

Acertaram24,9%dos candidatos marcaram a D

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

Como os candidatos responderam

A17%
B23,3%
C23,8%
D24,9% ✓ gabarito
E10,7%

Em branco: 0,3% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50022%
500 a 60027,3%
600 a 70042,3%
700 ou mais78,8%

Quando o acerto sobe muito de uma faixa para a outra, a questão separa bem quem domina o conteúdo de quem não domina. Na TRI, isso é o parâmetro de discriminação.

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