Questão do ENEM 2025

Ciências da Natureza · habilidade 26Caderno Amarelo · Questão 114

O Brasil é o maior produtor mundial de nióbio (massa molar = 93 $\mathrm{g\,mol^{-1}}$ ), 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 $\mathrm{Nb_2O_5}$ com excesso de 10% de Al (massa molar = 27 $\mathrm{g\,mol^{-1}}$ ), em relação à quantidade estequiométrica da reação, representada pela equação química:

$3\ \mathrm{Nb_2O_5\,(s)} + 10\ \mathrm{Al\,(s)} \rightarrow 6\ \mathrm{Nb\,(s)} + 5\ \mathrm{Al_2O_3\,(s)}$

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

Alternativa A: 2,7 kg.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor de 2,7 kg é $100 \cdot 27$ g, isto é, 100 mol de alumínio, um para cada mol de nióbio. Isso ignora a proporção da equação, em que 6 mol de nióbio exigem 10 mol de alumínio, e também o excesso de 10%.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa B: 3,0 kg.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor de 3,0 kg resulta de multiplicar 2,7 kg por 1,1. Aplica-se o excesso de 10%, mas esquece-se a proporção estequiométrica de 10 mol de alumínio para 6 mol de nióbio.
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Alternativa C: 4,1 kg.
Justificativa
Esta alternativa está errada. O valor de 4,1 kg resulta de dividir a massa estequiométrica de 4,5 kg por 1,1. O excesso de 10% deve ser somado à quantidade necessária, e não retirado dela.
Não revisado · Explicação gerada por IA; pode conter erros.
Alternativa D: 4,5 kg.
Justificativa
Esta alternativa está errada. A massa de 4,5 kg corresponde à quantidade estequiométrica de alumínio, $\frac{10}{6} \cdot 100$ mol $\cdot$ 27 g/mol. Falta aplicar o excesso de 10% que o enunciado determina.
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Alternativa E: 5,0 kg. gabarito
Justificativa
Esta alternativa está correta. Os 9,3 kg de nióbio são 9 300 g, ou $\frac{9300}{93} = 100$ mol. Pela equação, 6 mol de nióbio exigem 10 mol de alumínio, então $100 \cdot \frac{10}{6} \approx 166{,}7$ mol. Com 10% de excesso, $166{,}7 \cdot 1{,}1 \approx 183{,}3$ mol, que, multiplicados por 27 g/mol, dão cerca de 4 950 g, ou seja, aproximadamente 5,0 kg.
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Fonte e auditoria

Código INEP: 96328
Código da prova: 1484
Arquivo do PDF: 2025_PV_impresso_D2_CD5.pdf