Questão 131 do Enem 2025: quanto alumínio para produzir 9,3 kg de nióbio

Enem 2025 · 2º dia · caderno azul · Química · Química geral

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E 5,0 kg.

O Brasil é o maior produtor mundial de nióbio (massa molar = 93 g mol⁻¹), metal utilizado na fabricação de vários tipos de aço: automotivos, estruturais e inoxidáveis. O processo utilizado na produção do nióbio é a redução aluminotérmica de Nb₂O₅ com excesso de 10% de Al (massa molar = 27 g mol⁻¹), em relação à quantidade estequiométrica da reação, representada pela equação química:

$3\,\text{Nb}_2\text{O}_5\,(s) + 10\,\text{Al}\,(s) \rightarrow 6\,\text{Nb}\,(s) + 5\,\text{Al}_2\text{O}_3\,(s)$

Uma engenheira metalúrgica estimou a massa de alumínio necessária para produzir 9,3 kg de nióbio, nas condições descritas, para a produção de um lote de peças de aço encomendado por uma indústria, considerando um rendimento de 100%.

Disponível em: www.cbmm.com.br. Acesso em: 17 out. 2015 (adaptado).

A massa de alumínio, em quilograma, estimada pela engenheira é mais próxima de

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Resolução comentada

O que a questão pede

A massa de alumínio para produzir 9,3 kg de nióbio, usando 10% a mais do que a estequiometria pede.

1. Mols de nióbio

n_{\text{Nb}} = \frac{9\,300 \text{ g}}{93 \text{ g/mol}} = 100 \text{ mol}

2. Mols de alumínio pela equação

A proporção é 10 Al : 6 Nb:

n_{\text{Al}} = 100 \cdot \frac{10}{6} \approx 166{,}7 \text{ mol}

m_{\text{Al}} = 166{,}7 \cdot 27 = 4\,500 \text{ g} = 4{,}5 \text{ kg (estequiométrico)}

3. Com 10% de excesso

m = 4{,}5 \cdot 1{,}1 = 4{,}95 \approx 5{,}0 \text{ kg}

Alternativa E.

E Gabarito: alternativa E

Por que as outras alternativas estão erradas

A
Sai de usar proporção 1 : 1 entre Al e Nb (100 mol · 27 g) e esquecer o excesso. A equação pede 10 Al para 6 Nb. (20,6% marcaram)
B
Usa proporção 1 : 1 (2,7 kg) e acrescenta os 10%: 2,97 kg. O erro está na proporção, que é 10 : 6. (19% marcaram)
C
Foi a segunda mais marcada. Sai de tirar 10% em vez de acrescentar: 4,5 · 0,9 ≈ 4,1 kg. Excesso de alumínio quer dizer usar mais que o necessário. (23,6% marcaram)
D
Foi a mais marcada. É a quantidade estequiométrica exata, sem o excesso de 10% que o processo usa. Faltou multiplicar por 1,1. (24,6% marcaram)

Raio-X da questão

Dados oficiais dos microdados do Inep: respostas de 3.178.231 candidatos que fizeram a prova.

Dificuldade pela TRIMédiaParâmetro B: 693 pontosFácil abaixo de 600, média de 600 a 700, difícil a partir de 700. É a 7ª mais difícil de 42 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.

Acertaram11,8%dos candidatos marcaram a E

Habilidade 26 · Competência 7Avaliar implicações sociais, ambientais e/ou econômicas na produção ou no consumo de recursos energéticos ou minerais, identificando transformações químicas ou de energia envolvidas nesses processos.

Como os candidatos responderam

A20,6%
B19%
C23,6%
D24,6% mais marcada
E11,8% ✓ gabarito

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

Quanto acertaram, por nota em Ciências da Natureza

abaixo de 50012,6%
500 a 6008,7%
600 a 70013,8%
700 ou mais69,8%

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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