ENEM 2025 — questão 127 de Física

Resolução comentada

O que a questão pede: a massa de bicarbonato de amônio necessária para produzir $4{,}00\ \text{L}$ de gás nas condições do forno.

Passo 1 — quantos mols de gás. Pela equação de Clapeyron, $PV=nRT$: $n=\dfrac{1{,}00\times 4{,}00}{0{,}082\times 453}=\dfrac{4{,}00}{37{,}1}\approx 0{,}108\ \text{mol}$ de gás.

Passo 2 — quantos mols de bicarbonato. A equação mostra que 1 mol de $NH_4HCO_3$ se decompõe em 3 mols de gás — amônia, gás carbônico e água, que a $180\ ^\circ\text{C}$ está no estado gasoso. Então $n_{bicarbonato}=\dfrac{0{,}108}{3}\approx 0{,}0359\ \text{mol}$.

Passo 3 — corrigindo pelo rendimento. Só 80% do que se coloca de fato reage. Para que $0{,}0359\ \text{mol}$ chegue a se decompor, é preciso colocar mais: $n_{real}=\dfrac{0{,}0359}{0{,}80}\approx 0{,}0449\ \text{mol}$.

Passo 4 — de mol para grama. $m = n\cdot M = 0{,}0449 \times 79 \approx 3{,}5\ \text{g}$.

A armadilha do rendimento: multiplicar por $0{,}80$ em vez de dividir dá $2{,}3\ \text{g}$ — que é justamente uma das alternativas. Rendimento abaixo de 100% sempre aumenta a quantidade de reagente que você precisa colocar, nunca diminui.

Resposta: alternativa B.

Questão de fronteira: a estequiometria é de Química, mas o motor da questão é a equação de Clapeyron — conteúdo de Termologia. Por isso ela entra aqui.