Questão 84 do ENEM 2015 — Ciências da Natureza

Esta questão é de Termoquímica e usa um diagrama de entalpia (energia) com a Lei de Hess. O diagrama mostra três patamares de energia para a combustão do bio-óleo, ligados por duas setas:

• A seta de cima, com $\Delta H_1 = -18,8 \text{ kJ/g}$, vai dos reagentes ($\text{Bio-óleo} + O_2$) até os produtos com água líquida ($CO_2(g) + H_2O(l)$). É a combustão completa formando água líquida.
• A seta de baixo, com $\Delta H_2 = -2,4 \text{ kJ/g}$, liga os produtos com água gasosa ($CO_2(g) + H_2O(g)$) aos produtos com água líquida ($CO_2(g) + H_2O(l)$). É a condensação da água.

O que a questão pede é a variação de entalpia da combustão formando água no estado gasoso, ou seja, a passagem dos reagentes até o patamar intermediário. Vamos chamá-la de $\Delta H_x$.

Passo 1 — montar a Lei de Hess. Como a energia se conserva, ir dos reagentes direto até a água líquida ($\Delta H_1$) tem que dar o mesmo que ir primeiro até a água gasosa ($\Delta H_x$) e depois condensar ($\Delta H_2$): $\Delta H_1 = \Delta H_x + \Delta H_2$

Passo 2 — isolar $\Delta H_x$ usando os valores indicados no diagrama: $-18,8 = \Delta H_x + (-2,4)$ $\Delta H_x = -18,8 - (-2,4) = -18,8 + 2,4 = -16,4 \text{ kJ/g}$

Esse é o calor liberado por grama de bio-óleo quando a água sai no estado gasoso.

Passo 3 — ajustar para a massa pedida. O comando pede a queima de $5 \text{ g}$, então multiplicamos: $\Delta H = -16,4 \text{ kJ/g} \times 5 \text{ g} = -82,0 \text{ kJ}$

Portanto, a variação de entalpia para a queima de $5 \text{ g}$ do bio-óleo formando $CO_2(g)$ e $H_2O(g)$ é de $-82,0 \text{ kJ}$ — alternativa C.