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Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão 122

ENEM 2017 Questão 122

O ácido acetilsalicílico, AAS (massa molar igual a 180 g/mol), é sintetizado a partir da reação do ácido salicílico (massa molar igual a 138 g/mol) com anidrido acético, usando-se ácido sulfúrico como catalisador, conforme a equação química:

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Após a síntese, o AAS é purificado e o rendimento flnal é de aproximadamente 50%. Devido às suas propriedades farmacológicas (antitérmico, analgésico, anti-inflamatório e antitrombótico), o AAS é utilizado como medicamento na forma de comprimidos, nos quais se emprega tipicamente uma massa de 500 mg dessa substância.

Uma indústria farmacêutica pretende fabricar um lote de 900 mil comprimidos, de acordo com as especificações do texto. Qual é a massa de ácido salicílico, em kg, que deve ser empregada para esse fim?

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Resolução

A questão envolve cálculos de estequiometria e rendimento em uma síntese química industrial. O objetivo é determinar a massa de ácido salicílico necessária para produzir 900 mil comprimidos de ácido acetilsalicílico (AAS), cada um contendo 500 mg. Primeiro, calcula-se a massa total de AAS desejada: 900.000 × 0,5 g = 450.000 g = 450 kg. Como o rendimento da reação é de 50%, é preciso dobrar a quantidade teórica de reagente para compensar as perdas: 450 kg / 0,5 = 900 kg de AAS teóricos. Pela equação química (1:1), a massa molar do ácido salicílico é 138 g/mol e a do AAS é 180 g/mol. Assim, para cada 180 g de AAS, são necessários 138 g de ácido salicílico. Usando regra de três: 180 g de AAS ← 138 g de ácido salicílico; 900.000 g de AAS ← x. Logo, x = (900.000 × 138) / 180 = 690.000 g = 690 kg. Portanto, a alternativa correta é D.

Comentários por alternativa

  1. A 293
    A alternativa A subestima a quantidade de ácido salicílico, provavelmente desconsiderando o rendimento de 50% ou errando na proporção estequiométrica.
  2. B 345
    A alternativa B também resulta em um valor abaixo do necessário, indicando erro no cálculo do rendimento ou na conversão de unidades.
  3. C 414
    A alternativa C está próxima, mas ainda subestima a quantidade, sugerindo erro parcial na aplicação da estequiometria ou do rendimento.
  4. D 690
    A alternativa D está correta porque considera corretamente o rendimento de 50% e a proporção estequiométrica entre ácido salicílico e AAS, resultando em 690 kg.
  5. E 828
    A alternativa E superestima a massa necessária, provavelmente por não considerar corretamente a proporção molar ou por aplicar incorretamente o rendimento.

Flashcards

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

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1. O que é rendimento de uma reação química?
É a razão entre a quantidade real de produto obtido e a quantidade teórica máxima possível, geralmente expressa em porcentagem.
2. Como se calcula a massa de reagente necessária em uma reação com rendimento menor que 100%?
Divide-se a massa de produto desejada pelo rendimento (em decimal) para encontrar a massa teórica e, então, aplica-se a estequiometria.
3. O que indica a proporção estequiométrica 1:1 em uma reação?
Que um mol de reagente produz um mol de produto, permitindo relacionar diretamente suas massas molares.
4. Como converter miligramas para quilogramas?
Divide-se o valor em miligramas por 1.000.000, pois 1 kg = 1.000.000 mg.
5. Por que é importante considerar o rendimento em processos industriais?
Porque perdas são inevitáveis e o rendimento permite calcular a quantidade real de reagente necessária para atingir a produção desejada.
6. O que é massa molar e como ela é usada em cálculos estequiométricos?
Massa molar é a massa de um mol de uma substância, usada para converter entre quantidade de matéria (mol) e massa (g ou kg).
7. Qual a importância do ácido sulfúrico na síntese do AAS?
Ele atua como catalisador, acelerando a reação sem ser consumido no processo.