Questão de Química (ENEM): Estequiometria - Reagente limitante e rendimento percentual
ENEM · Química · nível difícil
Uma indústria farmacêutica produz ácido acetilsalicílico (AAS) em escala industrial a partir da reação entre ácido salicílico e anidrido acético, segundo a equação balanceada:
C7H6O3 (ácido salicílico, M = 138 g/mol) + C4H6O3 (anidrido acético, M = 102 g/mol) → C9H8O4 (AAS, M = 180 g/mol) + C2H4O2 (ácido acético, M = 60 g/mol)
Em um lote de produção, o engenheiro de processos mistura 138 kg de ácido salicílico com 150 kg de anidrido acético. Após a reação, a análise de controle de qualidade indica que foram obtidos 150 kg de AAS purificado.
Com base nesses dados, qual é o rendimento percentual real da reação, considerando o reagente limitante do processo?
83,3%
100%
61,2%
90,0%
120,0%
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Para calcular o rendimento percentual é preciso primeiro identificar o reagente limitante (aquele que determina a quantidade máxima teórica de produto) e só então comparar a massa real obtida com a massa teórica máxima.
Passo a passo
1) Converter as massas em mols:
Ácido salicílico: 138.000 g ÷ 138 g/mol = 1000 mol
Anidrido acético: 150.000 g ÷ 102 g/mol ≈ 1470,6 mol
2) Identificar o reagente limitante:
A proporção estequiométrica é 1:1 (1 mol de ácido salicílico reage com 1 mol de anidrido acético). Como há apenas 1000 mol de ácido salicílico contra 1470,6 mol de anidrido, o ácido salicílico é o reagente limitante — ele se esgota primeiro, mesmo havendo excesso de anidrido.
3) Calcular a massa teórica (rendimento máximo possível) de AAS:
Como a proporção é 1:1, 1000 mol de ácido salicílico produzem, no máximo, 1000 mol de AAS.
Massa teórica = 1000 mol × 180 g/mol = 180.000 g = 180 kg
4) Calcular o rendimento percentual:
Rendimento (%) = (massa real ÷ massa teórica) × 100
Rendimento (%) = (150 kg ÷ 180 kg) × 100 ≈ 83,3%
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Por que as outras alternativas estão erradas
B) 100%: erro de quem assume que toda a massa real coincide com a teórica, ignorando que 150 kg reais é menor que os 180 kg teóricos — nesse caso o rendimento não pode ser total.
C) 61,2%: erro comum de usar o anidrido acético (reagente em excesso) como base do cálculo teórico, dividindo 150 kg obtidos por uma massa teórica calculada incorretamente a partir de 1470,6 mol.
D) 90,0%: valor arredondado incorretamente ou obtido ao usar uma massa molar errada para o AAS (por exemplo, confundindo com a massa molar do ácido salicílico, 138 g/mol).
E) 120,0%: erro conceitual grave de inverter a razão (massa teórica ÷ massa real), o que geraria um valor acima de 100%, fisicamente impossível em uma reação real sem erro de medição.
Dica para a prova
Sempre converta todas as massas em mol antes de comparar reagentes — comparar massas diretamente (sem considerar as massas molares) é a armadilha mais comum em questões de reagente limitante. O reagente limitante é aquele cuja razão mol/coeficiente estequiométrico é a MENOR.
Questão original elaborada para estudo, no estilo da prova, com gabarito conferido por dupla checagem. Encontrou um erro? Use "Reportar erro" no app.
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