Questão 58 — ENEM 2016Caderno azul · 1º Dia

📋 Ficha da questão

• Matéria: Química → Estequiometria → rendimento de reação
• Habilidade: H25 — caracterizar materiais ou substâncias, identificando etapas, rendimentos ou implicações de sua obtenção ou produção
• Nível: Médio — a conta é simples, mas exige três decisões corretas em sequência: converter massa em mol, achar o reagente limitante e comparar mol com mol
• Gabarito: revelado no Passo 4

🔎 Passo 1 — Leitura estratégica do comando

• O comando, em uma linha: qual o rendimento molar da reação que produziu 32 g de metanol a partir de 142,5 g de brometo de metila e 80 g de hidróxido de sódio.
• Palavras-chave decisivas: rendimento molar, número de mols, dois reagentes com massas dadas.
• A armadilha: o enunciado define rendimento molar, mas entrega tudo em grama. Quem divide massa por massa acha 22% ou 40% e encontra a resposta na lista — os dois erros estão nas alternativas de propósito.
• O que a resposta precisa mostrar: que você converte massa em mol antes de comparar, e que sabe identificar qual dos dois reagentes limita a produção.

📚 Passo 2 — Revisão do conteúdo

• Mol e massa molar: o mol é a unidade de contagem de partículas da Química. A massa molar (M, em g/mol) é a ponte entre a balança e a contagem: n = m ÷ M. Enquanto os dados estiverem em grama, nenhuma proporção da equação química pode ser aplicada.
• Rendimento molar (R): razão entre o número de mols de produto realmente obtido e o número de mols que deveria ter sido obtido pela equação balanceada, em porcentagem. R = n(real) ÷ n(teórico) × 100.
• Reagente limitante: quando há mais de um reagente, a reação para quando o primeiro deles acaba. O que acaba primeiro é o limitante, e é ele — nunca o que sobra — quem define o máximo teórico de produto. Comparar as massas não resolve: a comparação tem de ser em mol, respeitando a proporção da equação.
• Reagente em excesso: o que sobra depois que o limitante acabou. É o distrator mais forte desta questão, porque 80 g de NaOH parecem "pouco" ao lado de 142,5 g de CH₃Br, mas em mol o NaOH é quem está sobrando.
• Proporção estequiométrica: os coeficientes da equação balanceada dizem em que razão os mols se combinam. Aqui, CH₃Br + NaOH → CH₃OH + NaBr é 1 : 1 : 1 : 1 — cada mol de brometo de metila consumido dá, no máximo, um mol de metanol.

🧭 Passo 3 — Decodificação do enunciado

• Evidência 1: "rendimento molar (R, em %) (…) em que n corresponde ao número de mols" → o enunciado avisa explicitamente que a razão é entre mols. Toda massa dada precisa ser convertida antes de entrar na conta.
• Evidência 2: "as massas molares (em g/mol) desses elementos são: H = 1; C = 12; O = 16; Na = 23; Br = 80" → a prova só fornece massas molares quando espera que você monte as massas molares das moléculas. É um recado de que a conversão massa → mol faz parte da resolução.
• Evidência 3: "a partir de 142,5 g de brometo de metila e 80 g de hidróxido de sódio" → dois reagentes com massa fixada. Sempre que a questão dá as duas massas, ela está pedindo a checagem do reagente limitante.
• Evidência 4: "32 g de metanol foram obtidos" → esse é o valor real, o numerador. O denominador ainda precisa ser calculado.
• Síntese: o enunciado entrega o numerador em massa e esconde o denominador. Todo o trabalho é converter as três massas em mol e descobrir quanto de metanol a reação poderia ter produzido.

🧠 Passo 4 — Resolução passo a passo

4.1 — Montar as massas molares das substâncias

• M(CH₃Br) = 12 + (3 × 1) + 80 = 95 g/mol
• M(NaOH) = 23 + 16 + 1 = 40 g/mol
• M(CH₃OH) = 12 + (4 × 1) + 16 = 32 g/mol

Repare no metanol: são quatro hidrogênios, três no CH₃ e um no OH. Contar três aqui é o erro silencioso mais comum.

4.2 — Converter as massas em número de mols

• n(CH₃Br) = 142,5 g ÷ 95 g/mol = 1,5 mol
• n(NaOH) = 80 g ÷ 40 g/mol = 2,0 mol
• n(CH₃OH) obtido = 32 g ÷ 32 g/mol = 1,0 mol

4.3 — Identificar o reagente limitante

A equação é 1 : 1. Cada mol de CH₃Br consome exatamente 1 mol de NaOH.

• 1,5 mol de CH₃Br pediria 1,5 mol de NaOH — e há 2,0 mol disponíveis.
• Logo, sobram 2,0 − 1,5 = 0,5 mol de NaOH.

O brometo de metila é o limitante, com 1,5 mol. O máximo teórico de metanol é, portanto:

• n(CH₃OH) teórico = 1,5 mol

4.4 — Calcular o rendimento e verificar

• R = n(real) ÷ n(teórico) × 100
• R = 1,0 mol ÷ 1,5 mol × 100
• R = 0,666… × 100 ≈ 66,7%

O valor mais próximo na lista é 67%. Confira o sentido: obteve-se 1 mol de produto quando 1,5 mol era possível, ou seja, dois terços do previsto — 2 ÷ 3 = 0,67. Gabarito: D.

✅❌ Passo 5 — Análise das alternativas

❌ (A) 22% — Resultado de 32 g ÷ 142,5 g, isto é, dividir a massa do produto pela massa do reagente. É rendimento em massa entre substâncias diferentes, o que não significa nada químico: metanol e brometo de metila têm massas molares distintas (32 e 95 g/mol), então a razão de massas não reflete a razão de partículas que o enunciado pediu.

❌ (B) 40% — Vem de 32 g ÷ 80 g, a mesma troca de massa por mol, agora usando o hidróxido de sódio. Além do erro de unidade, escolhe o reagente errado: o NaOH está em excesso e não limita nada.

❌ (C) 50% — Aqui a conversão para mol foi feita corretamente, mas o limitante foi trocado: 1,0 mol ÷ 2,0 mol de NaOH. O erro é conceitual e é o mais respeitável da lista — quem marca esta alternativa sabe estequiometria, mas comparou os reagentes pela intuição em vez de comparar pelos mols disponíveis.

✅ (D) 67% — Único valor compatível com a definição do enunciado. O CH₃Br limita a reação em 1,5 mol; a proporção 1 : 1 permitiria 1,5 mol de metanol; obteve-se 1,0 mol. R = 1,0 ÷ 1,5 ≈ 66,7%, que arredonda para 67%.

❌ (E) 75% — Corresponde a 1,5 mol ÷ 2,0 mol, a razão entre os dois reagentes. O metanol, que é o produto e o objeto do rendimento, nem aparece na conta. Rendimento sempre compara produto obtido com produto possível, nunca reagente com reagente.

Gabarito: D — convertidas as massas em mol, o brometo de metila é o limitante com 1,5 mol e o metanol obtido é 1,0 mol; a razão 1,0 ÷ 1,5 dá aproximadamente 67%.

🏁 Passo 6 — Generalização e dica de prova

• Por que só D se sustenta: as outras quatro alternativas são exatamente as quatro combinações erradas possíveis — massa ÷ massa (A e B), mol ÷ mol com o limitante trocado (C) e reagente ÷ reagente (E). A questão foi desenhada para separar quem entendeu o conceito de quem decorou uma fórmula.
• Como o ENEM cobra isso: rendimento quase sempre vem embalado num contexto industrial ou econômico — custo, eficiência, produto mais barato. O contexto é ruído; a conta é sempre a mesma.
• A regra geral: rendimento é produto obtido ÷ produto teoricamente possível, na mesma unidade, e o teórico vem sempre do reagente limitante. Se a questão dá massa de dois reagentes, ela está pedindo o teste do limitante — sem exceção.
• Eliminação em 30 segundos: calcule só n(CH₃Br) = 1,5 mol e n(CH₃OH) = 1,0 mol. Como 1,0 ÷ 1,5 é dois terços, a resposta tem de ficar perto de 66% ou 67% — só uma alternativa fica nessa faixa.
• Temas que costumam vir junto: pureza de reagentes, excesso e limitante, cálculo de massa de produto, conversão entre massa, mol e volume de gás nas CNTP.