Questão 114 — ENEM 2025Caderno amarelo · 2º Dia

📋 Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Estequiometria — cálculos estequiométricos com excesso de reagente
• ⚡ Nível: Difícil — cálculo estequiométrico com excesso de reagente (10% a mais de Al)
• 🎯 Tema/Habilidade BNCC: Química — estequiometria, proporções molares; EM13CNT101
• 🏆 Gabarito: E — revelado após resolução completa

🔎 Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Qual é a massa de alumínio necessária para produzir 9,3 kg de nióbio, com excesso de 10% de Al em relação à quantidade estequiométrica?"
• Palavras-chave decisivas: excesso de 10% de Al, 9,3 kg de nióbio, equação estequiométrica, massa molar
• Armadilha típica: Esquecer de adicionar o excesso de 10% de Al — calcular apenas a quantidade estequiométrica dá 4,5 kg (alternativa D), mas a questão pede com excesso
• O que a resposta precisa demonstrar: Calcular a massa estequiométrica de Al para 9,3 kg de Nb e depois adicionar 10% de excesso

📚 Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Estequiometria: relação de proporções molares entre reagentes e produtos conforme a equação balanceada
• Excesso de reagente: quantidade adicionada além da estequiométrica; calculada como percentual adicional sobre a quantidade mínima necessária
• Equação: 3Nb₂O₅ + 10Al → 6Nb + 5Al₂O₃; proporção molar: 10 mol Al : 6 mol Nb
• Massas molares: Nb = 93 g/mol; Al = 27 g/mol

🧭 Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "3Nb₂O₅ + 10Al → 6Nb + 5Al₂O₃" → 10 mols de Al produzem 6 mols de Nb
• Evidência 2: "excesso de 10% de Al em relação à quantidade estequiométrica" → Al total = Al estequiométrico × 1,10
• Síntese: Calcular Al estequiométrico para 9,3 kg de Nb, depois multiplicar por 1,10

🧠 Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Determinar moles de Nb produzidos Massa de Nb = 9,3 kg = 9300 g Moles de Nb = 9300 g ÷ 93 g/mol = 100 mol de Nb

Subpasso 4.2 — Calcular moles de Al estequiométricos Pela equação: 10 mol Al → 6 mol Nb Proporção: mol Al / mol Nb = 10/6 Mol Al estequiométrico = 100 mol Nb × (10/6) = 1000/6 ≈ 166,67 mol de Al

Subpasso 4.3 — Calcular massa de Al estequiométrico Massa Al estequiométrica = 166,67 mol × 27 g/mol = 4500 g = 4,5 kg

Subpasso 4.4 — Aplicar o excesso de 10% Massa Al total = 4,5 kg × 1,10 = 4,95 kg ≈ 5,0 kg

Subpasso 4.5 — Verificação

• Sem excesso: 4,5 kg (alternativa D)
• Com 10% de excesso: 4,5 × 1,10 = 4,95 ≈ 5,0 kg (alternativa E)

✅❌ Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 2,7 kg. ❌ Incorreta: não corresponde a nenhuma etapa do cálculo correto; possivelmente resultado de proporção invertida (6/10 em vez de 10/6)

B) 3,0 kg. ❌ Incorreta: não corresponde à estequiometria correta desta equação com os dados fornecidos

C) 4,1 kg. ❌ Incorreta: não corresponde ao resultado com ou sem excesso; possível erro na conversão de unidades ou proporção

D) 4,5 kg. ❌ Incorreta: 4,5 kg é a quantidade estequiométrica de Al sem o excesso; a questão pede com excesso de 10%

E) 5,0 kg. ✅ Correta: massa estequiométrica = 4,5 kg; com excesso de 10%: 4,5 × 1,10 = 4,95 ≈ 5,0 kg

🏆 Gabarito: E — A massa estequiométrica de Al é 4,5 kg; adicionando 10% de excesso: 4,5 × 1,10 = 4,95 ≈ 5,0 kg.

🏁 Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: O cálculo tem duas etapas: (1) calcular Al estequiométrico = 4,5 kg; (2) adicionar 10% de excesso = 4,5 × 1,10 = 5,0 kg
• Padrão de cobrança: O ENEM frequentemente inclui excesso de reagente em questões estequiométricas; o erro mais comum é esquecer o excesso
• Generalização: Excesso de X% significa multiplicar a quantidade estequiométrica por (1 + X/100); 10% de excesso = × 1,10
• Dica de eliminação rápida: Calcule primeiro a estequiometria pura (4,5 kg = alternativa D); se a questão menciona excesso, vá para D × 1,10 = E (5,0 kg); nunca pare em D quando há excesso declarado
• Conexões com outros temas: Rendimento de reações; reagente limitante; metalurgia e processos industriais; Brasil e mineração de nióbio