A cidade de Angical, na Bahia, onde está situado…

(UFBA 2005) A cidade de Angical, na Bahia, onde está situado o maior assentamento de “sem terras” da América Latina, com 1032 famílias vivendo de forma bastante precária, foi escolhida para sediar o Programa de Geração de Energia em Comunidades Rurais. O projeto prevê a implantação de uma mini-usina para geração de energia elétrica a partir do biodiesel, representado pelo ricinoleato de etil, C₂₀H₃₈O₃, principal produto obtido do óleo de mamona. A meta do Governo, até 2007, é incorporar 5% de biodiesel ao diesel, representado por C₁₈H₃₈.

A inclusão de biodiesel à matriz energética brasileira representará inicialmente uma redução de 2% dos 4,0×10¹⁰ L (3,2×10¹⁰ kg) de diesel consumidos anualmente, no Brasil. (SILVA. In: A TARDE, p. 21).

Considerando 100 kg de diesel e 100 kg de uma mistura formada por 5% de biodiesel e 95% de diesel, em massa, e com base nas informações do texto, determine o valor percentual aproximado da diferença entre a quantidade de matéria de CO₂ produzida na combustão completa do diesel e a produzida na combustão completa da mistura de biodiesel-diesel.

Resolução

Reação de combustão completa do diesel:

2 C₁₈H₃₈(ℓ) + 55 O₂(g) → 36 CO₂(g) + 38 H₂O(g)

De acordo com a equação química balanceada, são produzidos 36 mols de CO₂ para a queima de 2 mols de diesel, logo, para 100 kg de diesel temos:

Como foram adicionados 5% de biodiesel ao diesel, em 100 kg da mistura há 95 kg de diesel e 5 kg de biodiesel.

A quantidade de matéria de CO₂ produzida por 95 kg de diesel é dada por:

Agora, vamos escrever a reação de combustão completa do biodiesel:

C₂₀H₃₈O₃(ℓ) + 28 O₂(g) → 20 CO₂(g) + 19 H₂O(g)

De acordo com a equação química balanceada, a queima de 1 mol de biodiesel produz 20 mols de CO₂. Assim, a quantidade de matéria de CO₂ produzida a partir de 5 kg de biodiesel é dada por:

Sendo assim, a quantidade de matéria de CO₂ produzido pela queima de 100 kg da mistura, é:

n(CO₂)_mistura = 6.732,3 mols + 306,7 mols
n(CO₂)_mistura = 7.039 mols

Portanto, a redução obtida com a adoção da mistura como combustível é dada por:

Redução = n(CO₂)_diesel – n(CO₂)_mistura
Redução = 7.086,6 mols – 7.039,0 mols
Redução = 47,6 mols

Por fim, basta converter a redução em porcentagem:

Relação utilizada: 1 kg = 1.000 g.

As massas molares foram calculadas a partir da tabela periódica.

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