Espaço da Física · Prof. Flávio

Questão 114 do Enem 2024: gases do escapamento e a mistura ar/combustível

Enem 2024 · 2º dia · caderno azul · Química · Química ambiental

Nos outros cadernos: amarelo 123 · verde 104 · cinza 125

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C baixa de CO e alta de CO₂.

Um dos agentes que mais contribui para a poluição do ar é o automóvel a combustão interna. Em áreas urbanas, isso é demonstrado dramaticamente pela fumaça fotoquímica, resultante da interação entre óxidos de nitrogênio, hidrocarbonetos e luz solar, para formar produtos de oxidação, que causam irritação aos olhos, ao aparelho respiratório e danos às plantas. As condições de operação de motores a combustão, como a razão da mistura ar/combustível no cilindro, influenciam na composição dos gases lançados pelo escapamento na atmosfera. O gráfico ilustra a variação nas composições dos principais gases, dióxido de carbono (CO₂), hidrocarbonetos (HC), monóxido de carbono (CO), monóxido de nitrogênio (NO) e oxigênio molecular (O₂), emitidos por um motor a gasolina, em diferentes razões ar/combustível, em massa.

Gráfico da composição dos gases de escapamento em função da razão ar/combustível, de 10 a 20, com a razão estequiométrica marcada perto de 15. À esquerda (deficiência de ar): CO alto, caindo a zero perto de 17; HC alto, diminuindo. CO₂ sobe até o máximo perto de 15 e depois cai devagar. NO tem máximo perto de 16 e depois diminui. O₂ começa em zero e aumenta à direita (excesso de ar)

RANGEL, M. C.; CARVALHO, M. F. A. Impacto dos catalisadores automotivos no controle da qualidade do ar. Química Nova, v. 26, 2003 (adaptado).

Na condição de razão ar/combustível igual a 18, haverá uma emissão

Tente antes de ler a resolução: toque numa alternativa.

Resolução comentada

O que a questão pede

Ler o gráfico na razão ar/combustível 18, que fica à direita da razão estequiométrica (cerca de 15), na região de excesso de ar.

Lendo cada curva em 18

GásEm 18Por quê
COpraticamente zerocom ar de sobra, o carbono queima até CO₂
CO₂alto (~12%)combustão completa
HCbaixoquase todo o combustível queima
NOdiminuindojá passou do pico perto de 16
O₂aumentandoo ar que sobra sai pelo escapamento

A única alternativa que bate com o gráfico: CO baixo e CO₂ alto.

A química por trás

Com pouco ar (lado esquerdo), não há oxigênio suficiente para queimar todo o combustível. Sobra hidrocarboneto (HC) e o carbono vira CO, a combustão incompleta.

Com muito ar (lado direito), a combustão é completa: o carbono vira CO₂ e o CO some. O preço é sobrar O₂ no escapamento.

O NO é o caso curioso: ele se forma quando N₂ e O₂ do ar reagem em temperatura muito alta. O pico fica um pouco acima da razão estequiométrica, onde a chama é mais quente e ainda há O₂ disponível.

Alternativa C.

C Gabarito: alternativa C

Por que as outras alternativas estão erradas

  • A

    Em 18 há excesso de ar, então o O₂ que sobra está aumentando, não baixo. E o NO já passou do máximo e está caindo. (15% marcaram)

  • B

    O HC (combustível que não queimou) é alto quando falta ar, à esquerda do gráfico. Em 18 ele está baixo. (14,4% marcaram)

  • D

    Inverte a situação: em 18 o CO já chegou praticamente a zero. CO alto é sinal de falta de ar, à esquerda do gráfico. (10,8% marcaram)

  • E

    O CO₂ em 18 ainda está alto, perto de 12%, só um pouco abaixo do máximo. E o HC está baixo. (11,4% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.002.203 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIFácilParâmetro B: 561 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 39ª 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.
Acertaram48,1%dos candidatos marcaram a C
Habilidade 12 · Competência 3Avaliar impactos em ambientes naturais decorrentes de atividades sociais ou econômicas, considerando interesses contraditórios.
Como os candidatos responderam
  • A15%
  • B14,4%
  • C48,1% ✓ gabarito
  • D10,8%
  • E11,4%

Em branco: 0,2% · Mais de uma marcada: 0,1%

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza
  • abaixo de 50033,7%
  • 500 a 60059,7%
  • 600 a 70085,7%
  • 700 ou mais97,5%

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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