Mapa de questões · 1º dia
Questão 72 — ENEM 2010Caderno azul · 1º Dia
Todos os organismos necessitam de água e grande parte deles vive em rios, lagos e oceanos. Os processos biológicos, como respiração e fotossíntese, exercem profunda influência na química das águas naturais em todo o planeta. O oxigênio é ator dominante na química e na bioquímica da hidrosfera. Devido a sua baixa solubilidade em água ( 9,0 mg / ℓ a 20° C ) a disponibilidade de oxigênio nos ecossistemas aquáticos estabelece o limite entre a vida aeróbica e anaeróbica. Nesse contexto, um parâmetro chamado Demanda Bioquímica de Oxigênio (DBO) foi definido para medir a quantidade de matéria orgânica presente em um sistema hídrico. A DBO corresponde à massa de O2 em miligramas necessária para realizar a oxidação total do carbono orgânico em um litro de água.
BAIRD, C. Quimica Ambiental. Ed. Bookmam, 2005 (adaptado).
Dados: Massas molares em g/mol: C=12 ; H=1 ; O=16.
Suponha que 10 mg de açúcar (fórmula mínima CH2 O e massa molar igual a 30 g / mol ) são dissolvidos em um litro de água; em quanto a DBO será aumentada?
Alternativas
Resolução
📋 Ficha da Questão
- 📚 Matérias Necessárias: Química → Estequiometria aplicada (DBO)
- ⚡ Nível: Muito difícil — exige montar a equação de oxidação antes de calcular.
- 🎯 Tema/Habilidade: Aumento da DBO pela dissolução de matéria orgânica.
- 🏆 Gabarito: E — revelado após a resolução completa
🔎 Passo 1 — O que a questão pede
- Comando: de quanto aumenta a DBO ao se dissolver 10 mg de açúcar em um litro de água.
- Estrutura da questão: o enunciado dá a fórmula do açúcar como CH₂O e a massa molar 30 g/mol. A DBO é medida em mg de O₂ por litro.
- Armadilha antecipada: responder 10 mg/L por simetria com a massa de açúcar. A proporção é de mols, não de massas, e O₂ é mais pesado que CH₂O.
📚 Passo 2 — O conceito em jogo
DBO — demanda bioquímica de oxigênio — é a massa de O₂ necessária para oxidar completamente a matéria orgânica presente em um volume de água.
A oxidação completa de CH₂O é: CH₂O + O₂ → CO₂ + H₂O. A proporção é de 1 mol de açúcar para 1 mol de oxigênio.
Como a proporção é molar e não mássica, a massa de O₂ consumida difere da massa de açúcar: 32 g/mol contra 30 g/mol.
🧮 Passo 4 — O caminho até a resposta
Mols de açúcar: n = 10 mg ÷ 30 g/mol ≈ 0,333 mmol.
Pela equação, o mesmo número de mols de O₂ é consumido: 0,333 mmol.
Massa de O₂: 0,333 mmol × 32 g/mol ≈ 10,7 mg. A DBO aumenta 10,7 mg de O₂ por litro — alternativa E.
🔍 Passo 5 — Análise das Alternativas
- A) ✗ Incorreta. 0,4 mg/L é próximo do número de milimols envolvido, não da massa de oxigênio. Faltou multiplicar pela massa molar do O₂.
- B) ✗ Incorreta. 1,7 mg/L não corresponde a nenhuma etapa correta do cálculo estequiométrico.
- C) ✗ Incorreta. 2,7 mg/L também não decorre da proporção 1:1 entre açúcar e oxigênio.
- D) ✗ Incorreta. 9,4 mg/L seria menor que a massa de açúcar dissolvida, o que contraria a estequiometria: o O₂ é mais pesado por mol que o CH₂O.
- E) ✓ Correta. É o resultado de (10 ÷ 30) mmol × 32 g/mol ≈ 10,7 mg de O₂ por litro.
🏁 Passo 6 — O que levar dessa questão
Em DBO, o caminho é sempre o mesmo: escreva a oxidação completa, converta massa em mol, use a proporção e volte para massa de O₂.
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