Questões de Química: estequiometria — 10 questões com resolução comentada

Estequiometria é um dos temas mais cobrados da Química do ENEM: é o cálculo das quantidades de reagentes e produtos de uma reação — mol, massa molar, rendimento, reagente em excesso e gases. A boa notícia é que o raciocínio é quase sempre o mesmo: escrever a equação balanceada, transformar tudo em mol, montar a proporção e só no fim voltar para gramas, litros ou quilos. Abaixo, 10 questões reais, que já caíram no ENEM e no ENEM PPL, transcritas fielmente, cada uma com fonte, gabarito oficial e resolução comentada passo a passo. Tente resolver antes de abrir o gabarito!

Questão 1 — Nióbio: redução aluminotérmica

Fonte: ENEM 2025 — Ciências da Natureza, Q114 (caderno amarelo).

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 Nb₂O₅(s) + 10 Al(s) → 6 Nb(s) + 5 Al₂O₃(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

A) 2,7 kg. B) 3,0 kg. C) 4,1 kg. D) 4,5 kg. E) 5,0 kg.

Questão 2 — Bauxita: quanto minério para um carro

Fonte: ENEM PPL 2023 — Ciências da Natureza.

Um carro sedã apresenta tipicamente 200 kg de alumínio distribuídos pelo chassi, motor e cabine. Uma amostra de bauxita, principal fonte natural do metal, é composta por 50% em massa de óxido de alumínio (Al₂O₃). Considere a massa molar do alumínio (Al) igual a 27 g mol⁻¹ e a do oxigênio (O) igual a 16 g mol⁻¹.

A massa de bauxita que deve ser empregada para produzir o alumínio usado na fabricação de um carro desse modelo é mais próxima de

A) 378 kg. B) 400 kg. C) 637 kg. D) 756 kg. E) 1 512 kg.

Questão 3 — Airbag: o volume do gás

Fonte: ENEM PPL 2022 — Ciências da Natureza.

Os airbags de segurança dos automóveis são acionados com o impacto, que envia um sinal elétrico para o dispositivo e inicia a reação explosiva do trinitreto de sódio (NaN₃), produzindo sódio metálico e nitrogênio molecular, conforme a equação:

2 NaN₃(s) → 2 Na(s) + 3 N₂(g)

O gás produzido tem função de inflar o airbag. Esse tipo de dispositivo contém, aproximadamente, 100 g de NaN₃.

Considere: PV = nRT; P = 1 atm; T = 25 °C; R = 0,0821 L · atm/K · mol; 0 °C = 273 K. Massas molares: NaN₃ = 65 g/mol; N₂ = 28 g/mol; Na = 23 g/mol.

Nesse dispositivo, o volume de gás produzido, em litro, é

A) 4,7. B) 9,4. C) 18,8. D) 56,5. E) 113,0.

Questão 4 — Atorvastatina: rendimento da síntese

Fonte: ENEM PPL 2018 — Ciências da Natureza.

Pesquisadores desenvolveram uma nova e mais eficiente rota sintética para produzir a substância atorvastatina, empregada para reduzir os níveis de colesterol. Segundo os autores, com base nessa descoberta, a síntese da atorvastatina cálcica (CaC₆₆H₆₈F₂N₄O₁₀, massa molar igual a 1154 g/mol) é realizada a partir do éster 4-metil-3-oxopentanoato de metila (C₇H₁₂O₃, massa molar igual a 144 g/mol).

Considere o rendimento global de 20% na síntese da atorvastatina cálcica a partir desse éster, na proporção de 1 : 1.

Considerando o processo descrito, a massa, em grama, de atorvastatina cálcica obtida a partir de 100 g do éster é mais próxima de

A) 20. B) 29. C) 160. D) 202. E) 231.

Questão 5 — Prata: limpando o objeto escurecido

Fonte: ENEM PPL 2018 — Ciências da Natureza.

Objetos de prata sofrem escurecimento devido à sua reação com enxofre. Estes materiais recuperam seu brilho característico quando envoltos por papel alumínio e mergulhados em um recipiente contendo água quente e sal de cozinha. A reação não balanceada que ocorre é:

Ag₂S(s) + Al(s) → Al₂S₃(s) + Ag(s)

Dados da massa molar dos elementos (g mol⁻¹): Ag = 108; S = 32.

Utilizando o processo descrito, a massa de prata metálica que será regenerada na superfície de um objeto que contém 2,48 g de Ag₂S é

A) 0,54 g. B) 1,08 g. C) 1,91 g. D) 2,16 g. E) 3,82 g.

Questão 6 — Vinhaça: o fósforo da irrigação

Fonte: ENEM 2016 — Ciências da Natureza.

Para cada litro de etanol produzido em uma indústria de cana-de-açúcar são gerados cerca de 18 L de vinhaça que é utilizada na irrigação das plantações de cana-de-açúcar, já que contém teores médios de nutrientes N, P e K iguais a 357 mg/L, 60 mg/L e 2 034 mg/L, respectivamente.

Na produção de 27 000 L de etanol, a quantidade total de fósforo, em kg, disponível na vinhaça será mais próxima de

A) 1. B) 29. C) 60. D) 170. E) 1 000.

Questão 7 — Hidroponia: ajustando o nitrato

Fonte: ENEM 2015 — Ciências da Natureza.

A hidroponia pode ser definida como uma técnica de produção de vegetais sem necessariamente a presença de solo. Uma das formas de implementação é manter as plantas com suas raízes suspensas em meio líquido, de onde retiram os nutrientes essenciais. Suponha que um produtor de rúcula hidropônica precise ajustar a concentração do íon nitrato (NO₃⁻) para 0,009 mol/L em um tanque de 5 000 litros e, para tanto, tem em mãos uma solução comercial nutritiva de nitrato de cálcio 90 g/L. As massas molares dos elementos N, O e Ca são iguais a 14 g/mol, 16 g/mol e 40 g/mol, respectivamente.

Qual o valor mais próximo do volume da solução nutritiva, em litros, que o produtor deve adicionar ao tanque?

A) 26. B) 41. C) 45. D) 51. E) 82.

Questão 8 — Álcool: da farmácia ao desinfetante

Fonte: ENEM PPL 2014 — Ciências da Natureza.

O álcool comercial (solução de etanol) é vendido na concentração de 96%, em volume. Entretanto, para que possa ser utilizado como desinfetante, deve-se usar uma solução alcoólica na concentração de 70%, em volume. Suponha que um hospital recebeu como doação um lote de 1 000 litros de álcool comercial a 96%, em volume, e pretende trocá-lo por um lote de álcool desinfetante.

Para que a quantidade total de etanol seja a mesma nos dois lotes, o volume de álcool a 70% fornecido na troca deve ser mais próximo de

A) 1 042 L. B) 1 371 L. C) 1 428 L. D) 1 632 L. E) 1 700 L.

Questão 9 — Ferro-gusa: o CO₂ do aço doce

Fonte: ENEM 2013 — Ciências da Natureza.

A produção de aço envolve o aquecimento do minério de ferro, junto com carvão (carbono) e ar atmosférico em uma série de reações de oxirredução. O produto é chamado de ferro-gusa e contém cerca de 3,3% de carbono. Uma forma de eliminar o excesso de carbono é a oxidação a partir do aquecimento do ferro-gusa com gás oxigênio puro. Os dois principais produtos formados são aço doce (liga de ferro com teor de 0,3% de carbono restante) e gás carbônico. As massas molares aproximadas dos elementos carbono e oxigênio são, respectivamente, 12 g/mol e 16 g/mol.

Considerando que um forno foi alimentado com 2,5 toneladas de ferro-gusa, a massa de gás carbônico formada, em quilogramas, na produção de aço doce, é mais próxima de

A) 28. B) 75. C) 175. D) 275. E) 303.

Questão 10 — Aspartame: a dose diária máxima

Fonte: ENEM 2012 — Ciências da Natureza.

Aspartame é um edulcorante artificial (adoçante dietético) que apresenta potencial adoçante 200 vezes maior que o açúcar comum, permitindo seu uso em pequenas quantidades. Muito usado pela indústria alimentícia, principalmente nos refrigerantes diet, tem valor energético que corresponde a 4 calorias/grama. É contraindicado a portadores de fenilcetonúria, uma doença genética rara que provoca o acúmulo da fenilalanina no organismo, causando retardo mental. O IDA (índice diário aceitável) desse adoçante é 40 mg/kg de massa corpórea.

Com base nas informações do texto, a quantidade máxima recomendada de aspartame, em mol, que uma pessoa de 70 kg de massa corporal pode ingerir por dia é mais próxima de

Dado: massa molar do aspartame = 294 g/mol

A) 1,3 × 10⁻⁴. B) 9,5 × 10⁻³. C) 4 × 10⁻². D) 2,6. E) 823.

Bom treino! Na próxima bateria, a matéria da vez será Biologia — e, como sempre, só com questões reais de prova.