Questão do ENEM 2025

Ciências da Natureza · habilidade 25Reaplicação · Caderno Amarelo · Questão 109

As usinas termoelétricas que utilizam carvão mineral com alto teor de enxofre podem emitir grandes quantidades de $\mathrm{SO_2}$ para a atmosfera. Suponha que, a alguns quilômetros de uma usina termoelétrica, ocorreu uma precipitação de chuva de uma nuvem contendo 1 000 toneladas de água. É possível considerar que: (i) essa nuvem tenha absorvido todo o $\mathrm{SO_2}$ produzido pela usina; (ii) esse $\mathrm{SO_2}$ foi totalmente convertido em $\mathrm{H_2SO_4}$ , como mostrado pela sequência de equações a seguir; e (iii) esse ácido encontra-se totalmente ionizado no interior da nuvem. Nessa situação, o valor de pH da água da chuva foi igual a 4,0.

$\mathrm{2\,SO_2\,(g) + O_2\,(g) \rightarrow 2\,SO_3\,(g)}$

$\mathrm{SO_3\,(g) + H_2O\,(l) \rightarrow H_2SO_4\,(aq)}$

$\mathrm{H_2SO_4\,(aq) \rightleftharpoons 2\,H^+\,(aq) + SO_4^{2-}\,(aq)}$

Considere as massas molares: H = 1 $\dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$ ; S = 32 $\dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$ ; O = 16 $\dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$ .

Densidade da água: 1 $\dfrac{\mathrm{g}}{\mathrm{mol}}$ .

A massa de $\mathrm{SO_2}$ emitida por essa usina foi mais próxima de

Alternativa A: 1,6 kg.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor de 1,6 kg resulta de usar 32 g/mol, a massa molar do enxofre, em vez de 64 g/mol, a do $\mathrm{SO_2}$ , ao converter os 50 mol obtidos. A massa pedida é a de $\mathrm{SO_2}$ , que tem dois átomos de oxigênio.
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Alternativa B: 3,2 kg. gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Com pH 4,0, $[\mathrm{H^+}] = 10^{-4}$ mol/L. A nuvem tem 1 000 toneladas de água, isto é, $10^9$ g, ou $10^6$ L, logo há $10^{-4} \cdot 10^6 = 100$ mol de $\mathrm{H^+}$ . Como cada $\mathrm{H_2SO_4}$ libera 2 $\mathrm{H^+}$ , são 50 mol de ácido e, pela proporção 1 para 1, 50 mol de $\mathrm{SO_2}$ . Então $50 \cdot 64 = 3\,200$ g, ou 3,2 kg.
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Alternativa C: 4,0 kg.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor de 4,0 kg não resulta da estequiometria do problema. Com 100 mol de $\mathrm{H^+}$ , 50 mol de $\mathrm{H_2SO_4}$ e 50 mol de $\mathrm{SO_2}$ , a massa é 3,2 kg, e um valor diferente indica erro de arredondamento ou de conversão de unidades.
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Alternativa D: 4,9 kg.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor de 4,9 kg vem de multiplicar os 50 mol por 98 g/mol, a massa molar do $\mathrm{H_2SO_4}$ . Isso dá a massa do ácido formado, e não a do $\mathrm{SO_2}$ emitido, que é o que se pede.
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Alternativa E: 6,4 kg.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor de 6,4 kg resulta de supor 100 mol de $\mathrm{SO_2}$ , isto é, um $\mathrm{SO_2}$ para cada $\mathrm{H^+}$ . Como cada $\mathrm{H_2SO_4}$ libera 2 $\mathrm{H^+}$ , a quantidade de $\mathrm{SO_2}$ é a metade disso.
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Fonte e auditoria

Código INEP: 88356
Código da prova: 1570
Arquivo do PDF: 2025_PV_impresso_D6_CD5.pdf