Questão 119 do Enem 2024 PPL: quanto cloro é preciso para 480 kg de titânio

Enem 2024 PPL · 2º dia · caderno azul · Química · Química geral

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E 1 420 kg

O titânio é encontrado na natureza em minerais, dos quais o rutilo (TiO₂) está presente na principal mina do Brasil, localizada no Rio Grande do Norte. Para obtenção do titânio metálico, o TiO₂ é submetido a duas operações industriais. A primeira consiste na cloração, produzindo tetracloreto de titânio, conforme a equação:

$\text{TiO}_2 + 2\ \text{Cl}_2 + 2\ \text{CO} \rightleftharpoons \text{TiCl}_4 + 2\ \text{CO}_2$

A segunda operação consiste na redução do tetracloreto de titânio, utilizando magnésio metálico:

$2\ \text{Mg} + \text{TiCl}_4 \rightleftharpoons 2\ \text{MgCl}_2 + \text{Ti}$

Considere as massas molares: Cl = 35,5 g/mol; Ti = 48 g/mol.

Qual a massa de gás cloro necessária para produzir 480 kg de titânio metálico?

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Resolução comentada

O que a questão pede

A massa de Cl₂ para produzir 480 kg de titânio.

A proporção entre Ti e Cl₂

Cada TiO₂ precisa de 2 Cl₂ para virar TiCl₄, e cada TiCl₄ dá 1 Ti:

1\ \text{Ti} \;\leftrightarrow\; 2\ \text{Cl}_2

Os mols de titânio

n(\text{Ti}) = \frac{480\ \text{kg}}{48\ \text{kg/kmol}} = 10\ \text{kmol}

A massa de cloro

São 20 kmol de Cl₂, com massa molar 2 × 35,5 = 71 kg/kmol:

m = 20 \times 71 = 1\,420\ \text{kg}

Alternativa E.

E Gabarito: alternativa E

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Não considera a proporção de 2 Cl₂ por titânio nem a massa molar do Cl₂. (14,5% marcaram)
B
Foi a mais marcada. Usa a massa molar do átomo de cloro e menos mols do que o necessário. O reagente é o gás Cl₂ (71 g/mol), e são 2 mols dele por mol de Ti. (27,4% marcaram)
C
Iguala a massa de cloro à de titânio, sem fazer a estequiometria. (17,9% marcaram)
D
Usa 1 mol de Cl₂ por mol de Ti. Pela equação, são 2. (21,4% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 234 candidatos que fizeram a prova.

Esta aplicação teve poucos candidatos, então as porcentagens oscilam mais do que na prova regular.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 655 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 18ª 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.

Acertaram17,9%dos candidatos marcaram a E

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

A14,5%
B27,4% mais marcada
C17,9%
D21,4%
E17,9% ✓ gabarito

Em branco: 0,9% · Mais de uma marcada: 0%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 5007,1%
500 a 60017,1%
600 a 70031,5%
700 ou mais83,3%

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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