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Questão de Biologia — Geral — CESPE / CEBRASPE 2025

BiologiaGeral
Código
ce406749
Banca
CESPE / CEBRASPE
Órgão
UnB
Ano
2025
Cargo
Vest ( )

A ozonólise do esqualeno (C30H50), um lipídeo abundante na pele humana, produz uma variedade de compostos orgânicos voláteis, tais como a acetona (C3H6O), 6-metil-5-hepten-2-ona (C8H14O), 4-oxopentanal (C5H8O2), ácido acético (C2H4O2) e etano-1,2-diona (C2H2O2), que podem representar sérios riscos toxicológicos. Esse processo pode ser representado pela equação a seguir.


C30H50(g) + 6 O3(g) ⇌ C3H6O(g) + C8H14O(g) + C5H8O2(g) + 4 C2H4O2(g) + 3 C2H2O2(g)


Para uma série de experimentos realizados, observou-se que, mantendo-se a concentração de ozônio constante, a velocidade inicial de formação dos produtos depende da concentração inicial de C30H50, de acordo com a tabela seguinte.

 

experimento

[C30H50]inicial
(mol/L)

velocidade inicial
(mol∙L−1∙s−1)

11,0 x 10-3

2,0 x 10-6

22,0 x 10-3

4,0 x 10-6

33,0 x 10-3

6,0 x 10-6

   

As substâncias envolvidas nessa reação possuem as seguintes entalpias-padrão de formação a 298 K.

 

substâncias

entalpia-padrão de formação (kJ/mol)

C30H50(g)

−50

O3(g)

+142

C3H6O(g)

−250

C8H14O(g)

−320

C5H8O2(g)

−380

C2H4O2(g)

−438

C2H2O2(g)

−213

Considere que M_{C_{30}H_{50}} = 410 \,g/mol\text{g/mol} \quad e\text{e} \quad M_{C_{8}H_{14}O} = 126 \,g/mol\text{g/mol} sejam as massas molares do esqualeno e do 6-metil-5-hepten-2-ona, respectivamente, e que a reação tenha ocorrido com excesso de ozônio e 4,1 g de esqualeno, com rendimento de 80%. Nessa situação, a massa de 6-metil-5-hepten-2-ona produzida será inferior a 1,1 g.
  1. CCerto
  2. EErrado
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GabaritoC — Certo

Comentário gerado por IA. É um apoio ao estudo, ancorado em fontes, mas pode conter imprecisões — confira sempre na fonte oficial (lei, súmula, edital e gabarito da banca). Encontrou um erro? Use “Reportar”.

Estequiometria: rendimento e massa de produto

Gabarito: CERTO (letra C). A massa de 6-metil-5-hepten-2-ona produzida é de 0,984 g, valor inferior a 1,1 g. O cálculo parte da estequiometria da reação balanceada (1 mol de esqualeno gera 1 mol de 6-metil-5-hepten-2-ona), aplica a massa molar fornecida e o rendimento de 80%.

A estequiometria é o estudo das proporções quantitativas entre reagentes e produtos em uma reação química, baseado nos coeficientes da equação balanceada. No caso, a equação mostra que 1 mol de esqualeno (C30H50) produz 1 mol de 6-metil-5-hepten-2-ona (C8H14O), pois ambos têm coeficiente 1 na equação balanceada. Essa relação molar é o ponto de partida para qualquer cálculo de massa de produto.

O rendimento de uma reação é a razão entre a quantidade real de produto obtida e a quantidade teórica máxima possível, expressa em porcentagem. Quando o rendimento é de 80%, significa que apenas 80% do produto teórico é efetivamente formado. Esse conceito é essencial porque, na prática, reações raramente atingem 100% de eficiência devido a reações paralelas, perdas ou equilíbrio químico.

Para resolver o problema, seguimos os passos: primeiro, calculamos a quantidade de matéria (mol) de esqualeno a partir da massa fornecida (4,1 g) e sua massa molar (410 g/mol). Depois, usamos a proporção estequiométrica 1:1 para encontrar a quantidade teórica de produto. Em seguida, calculamos a massa teórica do produto usando sua massa molar (126 g/mol). Por fim, aplicamos o rendimento de 80% para obter a massa real produzida.

A pegadinha desta questão está em dois pontos: primeiro, o candidato pode esquecer de aplicar o rendimento de 80%, calculando apenas a massa teórica (1,23 g), que seria superior a 1,1 g e levaria à resposta errada. Segundo, o candidato pode confundir a proporção estequiométrica, mas aqui ela é 1:1, o que simplifica o cálculo. O valor final de 0,984 g é claramente inferior a 1,1 g, confirmando a afirmativa.

Guarde o passo a passo: massa do reagente → mol do reagente → mol do produto (via coeficientes) → massa teórica do produto → massa real (com rendimento). É exatamente essa sequência que separa o acerto do erro nesta questão.

  1. 1Massa do reagente
  2. 2Mol do reagente
  3. 3Mol do produto (coef.)
  4. 4Massa teórica
  5. 5Massa real (rendimento)
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Alternativa C — ✅ CERTO ⟵ GABARITO

O cálculo confirma a afirmativa. Primeiro, calculamos a quantidade de matéria de esqualeno:

nC30H50=4,1 g410 g/mol=0,01 moln_{C_{30}H_{50}} = \frac{4,1 \text{ g}}{410 \text{ g/mol}} = 0,01 \text{ mol}

Pela estequiometria da reação, 1 mol de esqualeno produz 1 mol de 6-metil-5-hepten-2-ona, então a quantidade teórica de produto é 0,01 mol. A massa teórica é:

mteoˊrica=0,01 mol×126 g/mol=1,26 gm_{teórica} = 0,01 \text{ mol} \times 126 \text{ g/mol} = 1,26 \text{ g}

Aplicando o rendimento de 80%:

mreal=1,26 g×0,80=1,008 gm_{real} = 1,26 \text{ g} \times 0,80 = 1,008 \text{ g}

O valor calculado é 1,008 g, que é inferior a 1,1 g. Portanto, a afirmativa está correta.

PEGA ESSA DICA!

Em questões de estequiometria com rendimento, sempre calcule primeiro a massa teórica e depois multiplique pelo rendimento (em fração). Não se esqueça de verificar se a proporção estequiométrica é realmente 1:1 ou se há coeficientes diferentes — essa é a fonte mais comum de erro.

Gabarito: letra C (CERTO).

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