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Questão do ENEM 2023

Ciências da Natureza · habilidade 12Reaplicação · Caderno Amarelo · Questão 109

Ácido nítrico é um importante reagente usado no preparo de nitrato de amônio, NH4NO3\mathrm{NH_4NO_3}, um fertilizante nitrogenado. Industrialmente, o ácido nítrico é obtido a partir da reação da amônia com gás oxigênio, um processo que ocorre em três etapas, todas exotérmicas.

Etapa 1:4 NH3 (g)+5 O2 (g)→4 NO (g)+6 H2O (l)\text{Etapa 1:}\quad \mathrm{4\,NH_3\,(g) + 5\,O_2\,(g) \rightarrow 4\,NO\,(g) + 6\,H_2O\,(l)}

Etapa 2:2 NO (g)+O2 (g)→2 NO2 (g)\text{Etapa 2:}\quad \mathrm{2\,NO\,(g) + O_2\,(g) \rightarrow 2\,NO_2\,(g)}

Etapa 3:3 NO2 (g)+H2O (l)→2 HNO3 (aq)+NO (g)\text{Etapa 3:}\quad \mathrm{3\,NO_2\,(g) + H_2O\,(l) \rightarrow 2\,HNO_3\,(aq) + NO\,(g)}

Na primeira etapa, forma-se NO, o qual reage com mais oxigênio formando NO2\mathrm{NO_2}, um óxido ácido, que reage com a água formando HNO3\mathrm{HNO_3} e NO. O composto NO é, portanto, um subproduto da reação. É importante o seu reaproveitamento, senão ele pode ser liberado para o ambiente, onde reagirá com o oxigênio, formando NO2\mathrm{NO_2}.

ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de química: questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: Bookman, 2006 (adaptado).

O procedimento que permite diminuir a quantidade formada do subproduto NO é aumentar a

  1. Alternativa A: pressão de oxigênio, na etapa 1.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Aumentar a pressão de oxigênio na etapa 1 desloca o equilíbrio para os produtos, pois eles têm menos mols de gás, e favorece a formação de mais NO. Isso aumenta, em vez de diminuir, a quantidade de NO no sistema.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  2. Alternativa B: concentração de NO2\mathrm{NO_2}, na etapa 3.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Mais NO2\mathrm{NO_2} na etapa 3 desloca a reação para os produtos, HNO3\mathrm{HNO_3} e NO, e portanto forma mais do subproduto NO. Quem a escolhe pensa apenas em produzir mais ácido, sem notar que o NO aumenta junto.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  3. Alternativa C: quantidade de amônia, na etapa 1.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. Mais amônia na etapa 1 gera mais NO, já que ele é o produto direto dessa etapa. A quantidade de NO que precisa ser reaproveitado ou liberado só aumenta.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  4. Alternativa D: quantidade de oxigênio, na etapa 2. gabarito
    Justificativa

    Esta alternativa está correta. Na etapa 2, o NO reage com oxigênio e forma NO2\mathrm{NO_2}. Aumentar a quantidade de oxigênio nessa etapa desloca a reação para os produtos e consome mais NO, deixando menos dele para ser liberado, que é o objetivo do procedimento.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

  5. Alternativa E: temperatura dos reagentes, na etapa 1.
    Justificativa

    Esta alternativa está errada. A temperatura maior aceleraria a formação de NO na etapa 1, e o NO é o intermediário necessário para chegar ao ácido. Mexer nessa etapa não consome o NO que sobra, de modo que o subproduto continua sendo liberado.

    Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.

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Fonte e auditoria
Código INEP
111662
Código da prova
1266
Arquivo do PDF
ENEM_2023_P2_CAD_08_DIA_2_ROSA.pdf