(Enem 2012 · 2ª aplicação) Pesquisadores conseguiram produzir grafita magnética por um processo inédito em forno com atmosfera controlada e em temperaturas elevadas. No forno são colocados grafita comercial em pó e óxido metálico, tal como CuO. Nessas condições, o óxido é reduzido e ocorre a oxidação da grafita, com a introdução de pequenos defeitos, dando origem à propriedade magnética do material.
VASCONCELOS, Y. "Um imã diferente". Disponível em: http://revistapesquisafapesp.com.br. Acesso em: 24 fev. 2012 (adaptado).
Considerando o processo descrito com um rendimento de 100 %, 8 g de CuO produzirão uma massa de CO2 igual a
Dados: massa molar em g/mol: C = 12; O = 16; Cu = 64.
a) 2,2 g.
b) 2,8 g.
c) 3,7 g.
d) 4,4 g.
e) 5,5 g.
Utilize a tabela periódica para calcular as massas molares quando necessário.
Resolução
Passo 1: a equação química balanceada
No forno, o óxido de cobre (CuO) é reduzido a cobre metálico (Cu): ele perde o oxigênio. A grafita (C) é oxidada: recebe esse oxigênio e forma o CO2 de que a pergunta fala. Como cada CO2 tem dois átomos de oxigênio e cada CuO só tem um, são necessários 2 CuO para cada átomo de carbono:
2 CuO(s) + C(s) → 2 Cu(s) + CO2(g)
Passo 2: as massas molares
Com as massas molares dos elementos dadas no enunciado, calculamos as do CuO e do CO2:
Passo 3: a massa de CO2 produzida
Pela equação, 2 mol de CuO produzem 1 mol de CO2. Com o rendimento de 100%, uma regra de três dá a massa de CO2 produzida pelos 8 g de CuO:
Portanto, 8 g de CuO produzem 2,2 g de CO2.
Gabarito: A