Questão 117 Enem 2020 - dia 2 - Ciências da natureza e suas tecnologias

Questão 117

Química Ambiental Estequiometria

A Química Verde é um ramo da química que prega o desenvolvimento de processos eficientes, que transformem a maior parte do reagente em produto, de forma mais rápida e seletiva, que utilizem poucos reagentes, que produzam somente o produto desejado, evitando a formação de coprodutos, e que utilizem solventes não agressivos ao meio ambiente. Assim, as indústrias contornariam problemas relacionados à poluição ambiental e ao desperdício de água e energia. O perfil de um processo que segue todos os princípios desse ramo da química pode ser representado por:

a)	$A + B + C \to D$ (a reação ocorre a altas pressões).
b)	$A + B \to C + D$ (a reação é fortemente endotérmica)
c)	$A + 3 B \to C$ (a reação ocorre com uso de solvente orgânico).
d)	$3 A + 2 B \to 2 C \to 3 D + 2 E$ (a reação ocorre sob pressão atmosférica).
e)	$A + \frac{1}{2} B \to C$ (a reação ocorre com o uso de um catalisador contendo um metal não tóxico).

Resolução

A Química Verde estuda o desenvolvimento de processos eficientes, que utilizam poucos reagentes (menor quantidade possível) e produzam somente o produto esperado. Deve-se observar a estequiometria da reação, considerando os reagentes A e B presentes em todos os processos e um padrão (1,0 mol) do reagente A. Pode-se observar:

a) Incorreta.

$1, 0 m o l d e A - - - 1, 0 m o l d e B - - - 1, 0 m o l d e C$

Portanto, 1 mol de A precisa de 1 mol do reagente B. Há necessidade de outro reagente, no caso C, que deve implicar em um consumo maior de matéria prima para a reação ocorrer e, reações em altas pressões, torna-se necessário um consumo energético, o que interfere na caracterização da Química Verde.

b) Incorreta.

$1, 0 m o l d e A - - - 1, 0 m o l d e B$

Portanto, 1 mol de A precisa de 1 mol do reagente B mas nesse caso há formação de 2 produtos (C e D) enquanto o esperado pela Química Verde é a formação de um único produto. Aqui também temos um alto consumo de energia, pois a reação é "fortemente endotérmica", o que também contraria os princípios da Química Verde.

c) Incorreta.

$1, 0 m o l d e A - - - 3, 0 m o l s d e B$

Há maior consumo de reagente, uma vez que 1 mol de A precisa de 3 mols de B. Outro fator é o uso de um solvente orgânico, que pode gerar resíduos agressivos para o meio ambiente.

d) Incorreta.

$3, 0 m o l s d e A - - - 2, 0 m o l s d e B 1, 0 m o l d e A - - - \frac{2}{3} m o l d e B$

1 mol de A precisa de $\frac{2}{3} m o l$ de B. Um fator importante é que a reação necessita de duas etapas para ocorrer, o que deve gerar menor eficiência energética.

e) Correta.

$1, 0 m o l d e A_____\frac{1}{2} m o l d e B$

Portanto, 1 mol de A precisa de $\frac{1}{2} m o l$ de B para reagir, formando um único produto C. Esta reação ocorre com a presença de um catalisador contendo um metal não tóxico, o que diminui a energia de ativação e aumenta a velocidade da reação, tornando o processo mais rápido e mais eficiente.