Questão 119 — ENEM 2018 PPLCaderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Estequiometria e reações de oxirredução (deslocamento)
• ⚡ Nível: Médio — exige balancear uma equação redox e depois aplicar o cálculo massa → mol → mol → massa
• 🎯 Tema/Habilidade: Estequiometria aplicada à recuperação de prata metálica; competência de área 5 do ENEM (interpretar e representar transformações químicas do cotidiano)
• 🏆 Gabarito: D — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Quantos gramas de prata metálica (Ag) são produzidos a partir de 2,48 g de Ag₂S, na reação com alumínio?"
• Palavras-chave decisivas: massa de prata metálica, regenerada, 2,48 g de Ag₂S
• Armadilha típica: tratar a proporção entre Ag₂S e Ag como 1:1, esquecendo que cada unidade de Ag₂S contém dois átomos de prata — erro que leva direto à alternativa B.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de balancear a equação redox por conservação de átomos e de conduzir corretamente a sequência massa → mol (reagente) → mol (produto) → massa (produto).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Reação de oxirredução (deslocamento): o alumínio metálico, mais reativo que a prata, "rouba" o enxofre do sulfeto de prata. O alumínio se oxida (perde elétrons, forma Al³⁺ dentro de Al₂S₃) enquanto a prata se reduz (Ag⁺ → Ag⁰), voltando a brilhar na superfície do objeto.
• Balanceamento por conservação de átomos: o número de átomos de cada elemento deve ser igual nos dois lados da equação. É esse balanceamento que define a proporção estequiométrica correta entre Ag₂S e Ag.
• Massa molar como ponte massa–mol: M(Ag₂S) = 2×M(Ag) + M(S) = 2×108 + 32 = 248 g/mol. É o fator de conversão entre a massa dada (em gramas) e a quantidade de matéria (em mol).
• Proporção estequiométrica (regra de três química): os coeficientes da equação balanceada — não os índices da fórmula isolada — determinam quantos mols de produto se formam a partir de cada mol de reagente.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "recuperam seu brilho característico quando envoltos por papel alumínio e mergulhados em água quente e sal de cozinha" → descreve uma célula eletroquímica improvisada: o sal dissolvido em água quente forma um eletrólito que conduz íons, permitindo que os elétrons fluam do alumínio (reduzido a Al₂S₃) para os íons Ag⁺ da superfície escurecida, regenerando Ag metálico.
• Evidência 2: "2,48 g de Ag₂S" associado às massas molares de Ag (108) e S (32) → sinaliza claramente que a questão exige o cálculo da massa molar do composto e a conversão massa → mol como primeiro passo matemático.
• Síntese: a questão combina um contexto químico (restauração de prata via redução por alumínio) com um cálculo estequiométrico padrão: a partir da massa do reagente Ag₂S, determinar a massa do produto Ag usando a equação balanceada da reação de deslocamento.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Balancear a equação não balanceada

A reação fornecida no enunciado é:

Ag₂S + Al → Ag + Al₂S₃ (não balanceada)

Ajustando os coeficientes por conservação de átomos:

3 Ag₂S + 2 Al → 6 Ag + Al₂S₃

Conferindo: Ag → 3×2 = 6 (esquerda) = 6 (direita) ✓; S → 3×1 = 3 (esquerda) = 3 (direita, em Al₂S₃) ✓; Al → 2 (esquerda) = 2 (direita) ✓.

A proporção estequiométrica fica estabelecida: 3 mol de Ag₂S geram 6 mol de Ag, ou seja, 1 mol de Ag₂S gera 2 mol de Ag.

Subpasso 4.2 — Converter a massa de Ag₂S em mol e aplicar a proporção

Massa molar de Ag₂S:

M(Ag₂S) = 2×108 + 32 = 216 + 32 = 248 g/mol

Quantidade de matéria de Ag₂S:

n(Ag₂S) = m/M = 2,48 g ÷ 248 g/mol = 0,01 mol

Aplicando a proporção 1 mol Ag₂S : 2 mol Ag:

n(Ag) = 0,01 mol × 2 = 0,02 mol

Convertendo para massa:

m(Ag) = n × M = 0,02 mol × 108 g/mol = 2,16 g

Subpasso 4.3 — Verificação

Refazendo em cadeia única: 2,48 g ÷ 248 g/mol = 0,01 mol de Ag₂S → ×2 (coeficiente estequiométrico) = 0,02 mol de Ag → ×108 g/mol = 2,16 g de Ag. O valor bate exatamente com a alternativa D, confirmando que o balanceamento e a conversão foram conduzidos sem erros de arredondamento ou de proporção.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) 0,54 g.

❌ Incorreta: resulta de inverter a proporção estequiométrica, supondo erroneamente que 1 mol de Ag₂S libera apenas 0,5 mol de Ag (metade, e não o dobro). Com n(Ag₂S) = 0,01 mol, essa inversão dá n(Ag) = 0,005 mol e m(Ag) = 0,005 × 108 = 0,54 g — o erro conceitual é confundir o sentido da proporção 1:2 do balanceamento.

B) 1,08 g.

❌ Incorreta: é o erro mais comum da questão — tratar a relação entre Ag₂S e Ag como 1:1, ignorando que a fórmula Ag₂S contém dois átomos de prata por unidade. Fazendo n(Ag) = n(Ag₂S) = 0,01 mol, obtém-se m(Ag) = 0,01 × 108 = 1,08 g, exatamente a metade da resposta correta.

C) 1,91 g.

❌ Incorreta: decorre de calcular errado a massa molar de Ag₂S, somando dois átomos de enxofre em vez de um (como se a fórmula fosse Ag₂S₂), chegando a M = 2×108 + 2×32 = 280 g/mol. Isso reduz artificialmente o número de mols de Ag₂S (2,48/280 ≈ 0,00886 mol) e, mesmo aplicando a proporção correta ×2, o resultado final fica abaixo do valor real (≈1,91 g) — o erro está na leitura da fórmula química, não na estequiometria da reação.

D) 2,16 g.

✅ Correta: obtida corretamente ao balancear a equação (3 Ag₂S + 2 Al → 6 Ag + Al₂S₃), calcular a massa molar de Ag₂S (248 g/mol), converter a massa dada em mol (0,01 mol), aplicar a proporção 1:2 (0,02 mol de Ag) e converter de volta para massa (2,16 g).

E) 3,82 g.

❌ Incorreta: surge de um erro na fórmula do composto — tratar Ag₂S como se fosse "AgS" (um único átomo de prata), calculando M = 108 + 32 = 140 g/mol em vez de 248 g/mol. Isso infla o número de mols de Ag₂S (2,48/140 ≈ 0,0177 mol) e, mesmo aplicando corretamente a proporção ×2, o resultado final (≈3,83 g) fica bem acima do valor real — o erro está em ignorar o índice 2 da fórmula, não no raciocínio estequiométrico da reação.

🏆 Gabarito: D — a única massa compatível com o balanceamento correto da equação (3 Ag₂S + 2 Al → 6 Ag + Al₂S₃) e com a massa molar correta de Ag₂S (248 g/mol) é 2,16 g.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: somente a letra D reflete simultaneamente a fórmula correta do sulfeto de prata (Ag₂S, com dois átomos de Ag) e a proporção 1:2 estabelecida pelo balanceamento da equação redox — qualquer desvio em um desses dois pontos gera uma das alternativas incorretas.
• Padrão de cobrança: o ENEM recorre com frequência a contextos do cotidiano (restauração de objetos, corrosão, reações domésticas) para cobrar estequiometria "disfarçada" de situação-problema — a química por trás é sempre a mesma sequência massa → mol → mol → massa.
• Generalização: sempre que o enunciado fornecer a massa de um composto e pedir a massa de um elemento ou produto formado, siga o roteiro fixo: (1) balancear a equação por conservação de átomos, (2) calcular a massa molar do reagente, (3) converter massa em mol, (4) aplicar a proporção dada pelos coeficientes balanceados, (5) converter o mol do produto de volta em massa.
• Dica de eliminação rápida: calcule primeiro a massa molar do composto de partida (aqui, 248 g/mol) e veja se ela "cai redonda" na massa fornecida — 2,48/248 = 0,01 mol é um número limpo, o que confirma que essa é a via de cálculo pretendida pela banca; desconfie de alternativas que só fazem sentido com massas molares "quebradas" ou fórmulas incompletas.
• Conexões: eletroquímica (pilhas galvânicas improvisadas, como a célula formada por alumínio, prata e eletrólito salino) e balanceamento de equações de oxirredução por conservação de carga e de massa.