O Brasil é líder mundial na produção do etanol, que…
(Unicamp 2021) O Brasil é líder mundial na produção do etanol, que substitui grande parte da gasolina. Um dos fatores a considerar nessa substituição é a geração de CO2 no processo global de produção e uso. O impacto na etapa final de uso pode ser avaliado por um cálculo simplificado. Por exemplo, um carro médio consome 1.000 g de etanol combustível ou 700 g de gasolina comercial para percorrer 10 km. Nessas condições, a queima de 700 g de gasolina comercial leva à formação de 1.962 g de CO2. Assim, nas condições apresentadas, a diferença em massa de dióxido de carbono emitido na combustão, quando se substitui a gasolina comercial por etanol combustível, é de aproximadamente
a) 164 g; a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3,5.
b) 49 g; a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3.
c) 164 g; a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3.
d) 49 g; a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3,5.
Dados: 1.000 gramas de etanol combustível apresentam 940 g de etanol e 60 g de água; massas molares (g mol−1): C2H6O = 46; CO2 = 44.
Utilize a tabela periódica para calcular as massas molares quando necessário.
Resolução
Passo 1: a equação da combustão do etanol
Na combustão completa, o etanol reage com o oxigênio e forma gás carbônico e água. Nenhum átomo se perde nem aparece na reação: os 2 átomos de carbono do C2H6O vão para 2 CO2, e os 6 de hidrogênio, para 3 H2O. Os produtos somam então 7 átomos de oxigênio; como o etanol já traz 1, os outros 6 vêm de 3 O2. A equação balanceada fica assim:
C2H6O(ℓ) + 3 O2(g) → 2 CO2(g) + 3 H2O(g)
Pela equação, a relação estequiométrica entre o etanol e o oxigênio é 1:3, ou seja, a combustão de 1 mol de etanol consome 3 mol de oxigênio. Isso já nos permite eliminar as alternativas a e d, que dão essa relação como 1:3,5.
Passo 2: a massa de CO2 produzida pelo etanol
A equação mostra que cada mol de etanol queimado gera 2 mol de CO2. Pelo enunciado, 1.000 g de etanol combustível têm 940 g de etanol; a água (60 g) não queima, então só esses 940 g geram CO2. Com as massas molares do enunciado, uma regra de três dá a massa de CO2:
Passo 3: a diferença de emissão
O enunciado diz que a queima de 700 g de gasolina comercial produz 1.962 g de CO2. A diferença sai subtraindo desse valor a massa que calculamos no passo 2:
Portanto, trocar a gasolina comercial pelo etanol combustível reduz a emissão em aproximadamente 164 g de CO2, e a relação estequiométrica C2H6O:O2 é de 1:3.
Gabarito: C
