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Questão 125 — Apaixonada por culinária e química, uma chefe de cozinha calculou que, para promover o crescimento adequado da massa durante o cozimento de um bolo a…

ENEM 2025 Questão 125

Apaixonada por culinária e química, uma chefe de cozinha calculou que, para promover o crescimento adequado da massa durante o cozimento de um bolo a 180 °C (453 K) e 1,00 atm, ela precisaria utilizar uma quantidade de fermento químico suficiente para produzir um volume de gás igual a 4,00 L. Com esse objetivo, ela escolheu utilizar o bicarbonato de amônio, um composto que, sob aquecimento, degrada-se em três gases distintos, que são os responsáveis pelo crescimento da massa. A decomposição do bicarbonato de amônio ocorre conforme a equação química apresentada e, nas condições do cozimento, seu rendimento é de 80%.$$\text{NH}_4\text{HCO}_3\,\text{(s)} \rightarrow \text{NH}_3\,\text{(g)} + \text{CO}_2\,\text{(g)} + \text{H}_2\text{O}\,\text{(g)}$$Considere que a mistura dos gases se comporta como gás ideal nas condições de cozimento utilizadas pela chefe. Dados: Massa molar do $\text{NH}_4\text{HCO}_3 = 79\,\text{g} \cdot \text{mol}^{-1}$ e $R = 0{,}082\,\text{atm} \cdot \text{L} \cdot \text{mol}^{-1} \cdot \text{K}^{-1}$.

A massa, em grama, de bicarbonato de amônio que ela deve utilizar é mais próxima de

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Resolução

Resposta correta: Letra B — 3,5 g.

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Esta questão envolve a aplicação da Lei dos Gases Ideais para calcular a massa de bicarbonato de amônio ($\text{NH}_4\text{HCO}_3$) necessária para produzir um determinado volume de gases durante o cozimento de um bolo. O bicarbonato de amônio, ao se decompor, libera três gases: amônia ($\text{NH}_3$), dióxido de carbono ($\text{CO}_2$) e vapor de água ($\text{H}_2\text{O}$), todos contribuem para o crescimento da massa. O problema fornece as condições de temperatura (453 K), pressão (1,00 atm), o volume de gás desejado (4,00 L) e o rendimento da reação (80%). O passo a passo envolve: (1) usar a equação dos gases ideais para calcular o número de mols totais de gás necessários; (2) relacionar esse valor com a quantidade de mols de bicarbonato de amônio, considerando que cada mol sólido gera 3 mols de gás; (3) corrigir a quantidade de reagente pelo rendimento de 80%; (4) converter o número de mols de bicarbonato de amônio em massa usando a massa molar. O resultado mais próximo é 3,5 g, alternativa B.

Comentários por alternativa

  1. A 2,3 g.
    A alternativa A (2,3 g) está incorreta porque subestima a quantidade de bicarbonato de amônio necessária, provavelmente por erro ao considerar o número de mols de gás ou ao não aplicar corretamente o rendimento da reação.
  2. B 3,5 g.
    A alternativa B (3,5 g) está correta. O cálculo passo a passo mostra que, ao considerar o volume de gás desejado, as condições do sistema, o rendimento de 80% e a estequiometria da reação (1 mol de sólido gera 3 mols de gás), a massa necessária de bicarbonato de amônio é aproximadamente 3,5 g.
  3. C 5,9 g.
    A alternativa C (5,9 g) está incorreta porque superestima a quantidade necessária, provavelmente por não dividir corretamente pelo número de mols de gás gerados por mol de reagente ou por erro na conversão de unidades.
  4. D 6,8 g.
    A alternativa D (6,8 g) está errada, pois representa um valor ainda mais alto, indicando erro na aplicação da estequiometria ou na consideração do rendimento.
  5. E 8,9 g.
    A alternativa E (8,9 g) está incorreta, pois exagera a massa necessária, possivelmente ignorando o rendimento ou a proporção correta de produção de gás na reação.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

1 / 7
1. O que diz a Lei dos Gases Ideais?
A Lei dos Gases Ideais relaciona pressão, volume, temperatura e número de mols de um gás pela equação PV = nRT.
2. Como se calcula o número de mols de gás a partir do volume, pressão e temperatura?
Usa-se a equação n = \frac{PV}{RT}, onde P é a pressão, V é o volume, R é a constante dos gases e T é a temperatura em Kelvin.
3. O que significa rendimento de uma reação química?
Rendimento indica a porcentagem da quantidade teórica de produto que é realmente obtida na reação, devido a perdas ou limitações do processo.
4. Qual a importância da estequiometria na resolução deste problema?
A estequiometria permite relacionar a quantidade de reagente sólido com a quantidade de gás produzido, fundamental para o cálculo correto da massa necessária.
5. Por que é necessário considerar todos os gases produzidos na decomposição do bicarbonato de amônio?
Porque todos os gases gerados (NH3, CO2 e H2O) contribuem para o crescimento da massa do bolo, aumentando o volume interno.
6. Como converter o número de mols de uma substância em massa?
Multiplica-se o número de mols pela massa molar da substância: massa = mols × massa molar.
7. Por que a temperatura deve ser convertida para Kelvin em cálculos com gases ideais?
Porque a constante dos gases (R) é definida para temperatura absoluta, e cálculos em Celsius levariam a resultados incorretos.

Treino guiado

Detonando o Tema

O DIMVS vai preparar 3 perguntas sobre o mesmo tema desta questão: uma fácil, uma média e uma difícil.

1. Comece pelo fácil 2. Suba para o médio 3. Feche no difícil

Ao responder, você vê a resolução, comentários das alternativas e flashcards. No fim, o resultado mostra seu domínio do tema.

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