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Em uma indústria siderúrgica, o óxido de ferro(III) é produzido pela reação entre ferro metálico e gás…

Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva

Habilidade BNCC EM13CNT101

Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.

Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).

Questão

Em uma indústria siderúrgica, o óxido de ferro(III) é produzido pela reação entre ferro metálico e gás oxigênio, representada pela equação balanceada: 4 Fe + 3 O2 ? 2 Fe2O3. Em um teste de bancada, são misturados 50 g de Fe e 100 g de O2. Considere as massas molares Fe = 56 g/mol e O2 = 32 g/mol. Com base nas quantidades empregadas e na proporção indicada pela equação química, qual é o reagente limitante dessa reação?

A) Ambos os reagentes
B) O ferro (Fe)
C) Nenhum dos reagentes
D) O oxigênio (O₂)
E) Não é possível determinar

✅ Resposta correta: alternativa B

Resolução passo a passo

Converta as massas em mols. Fe: 50 g / 56 g/mol = aproximadamente 0,893 mol de Fe. O2: 100 g / 32 g/mol = 3,125 mol de O2. Passo 2: Use a proporção da equação, em que 4 mol de Fe reagem com 3 mol de O2. Para 0,893 mol de Fe, são necessários 0,893 x 3/4 = aproximadamente 0,670 mol de O2. Passo 3: Há 3,125 mol de O2 disponíveis, mais do que os 0,670 mol necessários, portanto o oxigênio está em excesso e o ferro se esgota primeiro. O ferro é o reagente limitante. Passo 4: Conferência pela outra via: 3,125 mol de O2 exigiriam 3,125 x 4/3 = aproximadamente 4,17 mol de Fe, mas só há 0,893 mol de Fe, o que confirma que o ferro limita a reação. Passo 5: Por que as demais estão erradas: A) não há dois reagentes que se esgotam juntos, pois o oxigênio sobra. C) existe sim um reagente limitante, que é o ferro. D) o oxigênio tem massa maior, mas está em excesso em relação à proporção estequiométrica. E) os dados fornecidos (massas e massas molares) são suficientes para determinar o limitante. Passo 6: O gabarito oficial B está correto.

💡 Dica: Calcule a quantidade de moles de cada reagente.

Alternativa por alternativa

A Erradaerro: Conceituala que mais engana

O aluno supõe que, por haver quantidades dadas dos dois reagentes, ambos devem se esgotar ao mesmo tempo, ignorando que a proporção estequiométrica raramente coincide com a mistura feita.

Por que engana: Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente a proporção necessária para a reação.

B Correta

A quantidade de ferro é n(Fe) = 50/56 ≈ 0,89 mol, enquanto a de oxigênio é n(O₂) = 100/32 = 3,125 mol. Pela equação, 4 mol de Fe reagem com 3 mol de O₂. Para consumir 0,89 mol de Fe, seriam necessários aproximadamente 0,67 mol de O₂, quantidade menor que os 3,125 mol disponíveis. Portanto, o ferro é consumido primeiro e é o reagente limitante.

C Erradaerro: Conceitual

O aluno confunde reagente em excesso com ausência de reagente limitante, achando que, como há sobra de oxigênio, nenhum reagente limita a reação.

D Erradaerro: Procedimental

O aluno compara diretamente as massas (100 g de O2 maiores que 50 g de Fe) sem converter em mols e sem usar os coeficientes da equação, concluindo que o reagente em maior massa é o limitante.

E Erradaerro: Interpretação

O aluno não percebe que as massas molares foram fornecidas no enunciado e que a equação balanceada já traz a proporção necessária, achando que faltam dados para a decisão.

Raio-X da questão

Dificuldade Difícil

Bloom Analisar

Leitura medio

Discriminação alto

Peso pedagógico alto

Autonomia do enunciado completo

Cobertura da habilidade dupla

🧪 Simulado🩺 Diagnóstico🧮 Exige cálculo🏠 Cotidiano🔗 Interdisciplinar⭐ Representativa✍️ calculativa🧩 consolidacao

🎯 Conceito central

reagente limitante

📌 Objetivo

avaliacao

🧱 Pré-requisitos

cálculo estequiométrico · reações químicas

📚 Reveja

Revisar o conceito de reagente limitante e como calcular moles.

⚠️ Erro mais comum

Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente a proporção necessária para a reação.

🌎 Tema transversal

ciencia_tecnologia

🤝 Socioemocional

pensamento_critico

🏫 Contexto

cientifico

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