Questão 66 do ENEM 2014Ciências da Natureza

ENEM 2014Ciências da Natureza2ª aplicação

O álcool comercial (solução de etanol) é vendido na concentração de 96%, em volume. Entretanto, para que possa ser utilizado como desinfetante, deve-se usar uma solução alcoólica na concentração de 70%, em volume. Suponha que um hospital recebeu como doação um lote de 1 000 litros de álcool comercial a 96%, em volume, e pretende trocá-lo por um lote de álcool desinfetante.

Para resolver problemas de diluição como este, a relação entre as concentrações e volumes iniciais e finais pode ser expressa por:

\[ T_i \cdot V_i = T_f \cdot V_f \]

Onde:

  • \( T_i \) e \( T_f \) são as concentrações iniciais e finais, respectivamente.
  • \( V_i \) e \( V_f \) são os volumes iniciais e finais, respectivamente.

(ENEM 2014 - 2ª Aplicação)

Para que a quantidade total de etanol seja a mesma nos dois lotes, o volume de álcool a 70% fornecido na troca deve ser mais próximo de
A
1042 L.
1371 L.
Resposta correta
C
1428 L.
D
1632 L.
E
1700 L.
Gabarito oficial: alternativa B

Resolução comentada

Para resolvermos essa questão, precisamos garantir que a quantidade absoluta de etanol puro seja a mesma tanto no lote de álcool a 96%96\% quanto no lote de álcool a 70%70\%. O próprio enunciado nos fornece a relação matemática que garante a conservação da quantidade de soluto (etanol) em processos de diluição ou equivalência de soluções:

TiVi=TfVfT_i \cdot V_i = T_f \cdot V_f

Vamos organizar os dados que o problema nos forneceu:

  • Concentração inicial (TiT_i): 96%96\%
  • Volume inicial (ViV_i): 1000 L1000 \text{ L}
  • Concentração final desejada (TfT_f): 70%70\%
  • Volume final (VfV_f): o que queremos descobrir.

Agora, basta substituirmos esses valores na equação. Note que podemos usar as porcentagens diretamente, pois o símbolo %\% (que significa dividir por 100100) está presente em ambos os lados da igualdade e acabará se cancelando:

961000=70Vf96 \cdot 1000 = 70 \cdot V_f

96000=70Vf96000 = 70 \cdot V_f

Isolando o volume final (VfV_f), temos:

Vf=9600070V_f = \frac{96000}{70}

Vf=96007V_f = \frac{9600}{7}

Realizando a divisão, encontramos:

Vf1371,42 LV_f \approx 1371,42 \text{ L}

O comando da questão pede o valor mais próximo, que é 1371 L1371 \text{ L}. Portanto, o hospital deve receber aproximadamente 1371 L1371 \text{ L} de álcool a 70%70\% para que a quantidade total de etanol puro seja exatamente a mesma contida nos 1000 L1000 \text{ L} de álcool a 96%96\%.

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Fonte: prova oficial do ENEM 2014 (INEP). Resolução comentada pela equipe do Alvo ENEM.