Questão 95 — ENEM 2019Caderno azul · 2º Dia

Ficha da Questão

• 📚 Matérias Necessárias: Química → Termoquímica (Lei de Hess), com contexto de Bioenergética celular
• ⚡ Nível: Médio — a conta em si é simples, mas exige respeitar o coeficiente estequiométrico "2" (duas moléculas de ácido lático) ao aplicar a Lei de Hess; esquecer esse detalhe é o erro mais comum da questão.
• 🎯 Tema/Habilidade: Cálculo de variação de entalpia por Lei de Hess a partir de equações termoquímicas de combustão, aplicado à comparação entre respiração aeróbica e fermentação lática.
• 🏆 Gabarito: A — revelado após resolução completa

Passo 1 — Leitura Estratégica do Comando

• Comando reformulado: "Usando as duas equações termoquímicas de combustão (da glicose e do ácido lático), calcule quanta energia é liberada quando 1 mol de glicose é convertido anaerobicamente em 2 mols de ácido lático, e explique por que esse valor mostra desvantagem energética."
• Palavras-chave decisivas: déficit de O₂, duas moléculas de ácido lático, menos vantajoso energeticamente
• Armadilha típica: esquecer que são formadas DUAS moléculas de ácido lático a partir de UMA de glicose e, portanto, deixar de multiplicar por 2 a entalpia de combustão do ácido lático antes de aplicar a Lei de Hess.
• O que a resposta precisa demonstrar: capacidade de manipular equações termoquímicas (inverter, multiplicar e somar) respeitando a Lei de Hess, além de interpretar corretamente o sinal do ΔH final (liberação, não absorção, de energia).

Passo 2 — Mapa de Conceitos Essenciais

• Lei de Hess: a variação de entalpia de uma reação depende só dos estados inicial e final, podendo ser obtida somando, invertendo e multiplicando equações termoquímicas intermediárias por fatores adequados.
• Entalpia de combustão (Δ_cH): energia liberada quando 1 mol de uma substância é completamente oxidado a CO₂ e H₂O; por definição, é sempre negativa (processo exotérmico).
• Glicólise anaeróbica (fermentação lática): via na qual 1 mol de glicose (6 carbonos) vira 2 mols de ácido lático (3 carbonos cada), sem O₂ e sem oxidação completa — por isso libera bem menos energia que a respiração aeróbica.

Passo 3 — Decodificação do Enunciado

• Evidência 1: "a glicose é completamente oxidada na presença de O₂" → na via aeróbica, toda a energia química da glicose (−2800 kJ/mol) chega a ser liberada, pois a molécula é degradada por completo até CO₂ e H₂O.
• Evidência 2: "a glicose [pode] ser convertida em duas moléculas de ácido lático" → na via anaeróbica a oxidação é só parcial: a glicose vira ácido lático, molécula que ainda guarda energia química (poderia ser "queimada" depois, liberando mais −1344 kJ/mol cada).
• Síntese: a energia realmente liberada na conversão glicose → 2 ácido lático é a diferença entre o que a glicose liberaria se fosse totalmente oxidada e o que os 2 mols de ácido lático ainda teriam a liberar se também fossem oxidados. Essa diferença só sai combinando as duas equações via Lei de Hess.

Passo 4 — Resolução Completa (Passo a Passo)

Subpasso 4.1 — Organizar as equações termoquímicas da figura

Equação 1 (combustão completa da glicose):

C₆H₁₂O₆ (s) + 6 O₂ (g) → 6 CO₂ (g) + 6 H₂O (l) Δ_cH₁ = −2800 kJ/mol

Equação 2 (combustão completa do ácido lático):

CH₃CH(OH)COOH (s) + 3 O₂ (g) → 3 CO₂ (g) + 3 H₂O (l) Δ_cH₂ = −1344 kJ/mol

A reação que realmente ocorre no músculo em déficit de O₂ é:

C₆H₁₂O₆ (s) → 2 CH₃CH(OH)COOH (s) ΔH = ?

Subpasso 4.2 — Aplicar a Lei de Hess

Para "montar" essa equação-alvo somando as duas equações fornecidas:

• Mantém-se a Equação 1 como está, fornecendo a glicose como reagente: Δ_cH₁ = −2800 kJ.
• Inverte-se a Equação 2 e multiplica-se por 2, para gerar os 2 mols de ácido lático como produto (invertendo o sinal do ΔH e multiplicando-o por 2):

6 CO₂ (g) + 6 H₂O (l) → 2 CH₃CH(OH)COOH (s) + 6 O₂ (g) ΔH = −(2 × (−1344)) = +2688 kJ

Somando as duas equações, os termos 6 O₂, 6 CO₂ e 6 H₂O se cancelam dos dois lados:

C₆H₁₂O₆ + 6 O₂ → 6 CO₂ + 6 H₂O Δ_cH₁ = −2800 kJ

6 CO₂ + 6 H₂O → 2 CH₃CH(OH)COOH + 6 O₂ ΔH = +2688 kJ

─────────────────────────────────────────────────────────

C₆H₁₂O₆ (s) → 2 CH₃CH(OH)COOH (s) ΔH = −2800 + 2688 = −112 kJ

Subpasso 4.3 — Verificação

O sinal negativo (ΔH = −112 kJ) confirma que o processo é exotérmico: ao converter 1 mol de glicose em 2 mols de ácido lático, o organismo libera apenas 112 kJ. Comparando com os 2800 kJ liberados na oxidação completa da glicose, fica claro que a via anaeróbica "desperdiça" 2800 − 112 = 2688 kJ, energia que permanece armazenada nas ligações químicas do ácido lático e não é aproveitada pelo músculo naquele momento. O valor 112 kJ corresponde exatamente à alternativa A, confirmando o gabarito.

Passo 5 — Análise Crítica de Todas as Alternativas

A) libera 112 kJ por mol de glicose.

✅ Correta: é o resultado exato da Lei de Hess (Δ_cH₁ − 2·Δ_cH₂ = −2800 − (−2688) = −112 kJ). Esse valor, muito menor que os 2800 kJ da combustão completa, é justamente a evidência numérica de que a fermentação lática rende pouquíssima energia aproveitável em comparação com a respiração aeróbica.

B) libera 467 kJ por mol de glicose.

❌ Incorreta: número que não decorre da Lei de Hess, e sim de um erro de estequiometria — por exemplo, dividir a entalpia de combustão da glicose pelo coeficiente 6 da equação (2800 ÷ 6 ≈ 467), como se coeficientes estequiométricos fossem divisores da energia total. A Lei de Hess exige somar equações termoquímicas inteiras, nunca dividir o ΔH pelos coeficientes de uma única equação.

C) libera 2 688 kJ por mol de glicose.

❌ Incorreta: é a armadilha mais forte da questão. O candidato calcula corretamente 2 × 1344 = 2688 kJ (a energia que os 2 mols de ácido lático ainda armazenam e liberariam se fossem completamente oxidados), mas para aí e esquece de aplicar a Lei de Hess. Esse valor é a energia que NÃO foi liberada na conversão (ficou retida no ácido lático), não a energia efetivamente liberada.

D) absorve 1 344 kJ por mol de glicose.

❌ Incorreta: dois erros simultâneos — usa a entalpia de apenas UM mol de ácido lático (ignora que se formam DUAS moléculas, como o enunciado deixa explícito) e ainda inverte o sinal, tratando o processo como absorção de calor. Como a combustão do ácido lático é exotérmica (Δ_cH₂ negativo), nenhuma etapa correta desse raciocínio leva a um processo endotérmico.

E) absorve 2 800 kJ por mol de glicose.

❌ Incorreta: usa isoladamente o módulo da entalpia de combustão da glicose, com o sinal trocado, como se a ausência de O₂ tornasse a conversão endotérmica. Isso contraria o enunciado, que descreve a formação de ácido lático como parte do metabolismo energético muscular durante o exercício — processo que libera energia, não que a absorve — e ignora por completo a segunda equação termoquímica da figura.

🏆 Gabarito: A — a Lei de Hess aplicada às duas equações termoquímicas mostra que a conversão de 1 mol de glicose em 2 mols de ácido lático libera apenas 112 kJ, valor muito inferior aos 2800 kJ liberados na oxidação completa da glicose, o que evidencia a baixa eficiência energética da via anaeróbica.

Passo 6 — Conclusão, Generalização e Dica de Prova

• Reafirmação do gabarito: apenas a alternativa A (112 kJ liberados) é compatível com o cálculo correto via Lei de Hess, respeitando o coeficiente estequiométrico "2" na formação do ácido lático a partir da glicose.
• Padrão de cobrança: o ENEM costuma cruzar Termoquímica (Lei de Hess) com contextos de Biologia/Fisiologia — respiração celular, fermentação lática, exercício físico —, apresentando as equações termoquímicas em uma figura ou tabela e exigindo que o aluno "monte" a equação-alvo antes de calcular o ΔH.
• Generalização: sempre que o problema pedir o ΔH de uma reação que não está diretamente balanceada nos dados fornecidos, escreva a equação-alvo, identifique quais equações dadas precisam ser mantidas, invertidas ou multiplicadas para cancelar as substâncias que não aparecem na equação-alvo, e só então some os respectivos ΔH.
• Dica de eliminação rápida: descarte de imediato alternativas com energia maior do que a disponível na reação principal (como os 2688 kJ de C, maiores que o esperado para um processo "menos vantajoso") e alternativas com sinal fisicamente incoerente (D e E, que descrevem "absorção" em um processo que o próprio enunciado trata como liberador de energia para o músculo); restará decidir entre A e B pelo cálculo correto via Lei de Hess.
• Conexões: entalpia de formação e de ligação (outras aplicações da Lei de Hess), respiração celular aeróbica × fermentação lática (Biologia), rendimento de ATP nas duas vias metabólicas.