Esta questão
aborda conceitos relacionados às reações de combustão de hidrocarbonetos.
Nesse tipo de
reação o hidrocarboneto reage com o oxigênio (O2), formando gás
carbônico (CO2) e água (H2O), considerando a combustão
completa. O diesel, fórmula mínima CnH2n, é o responsável
pela emissão de muitas toneladas de gás carbônico. Sua reação de combustão é a
seguinte:
CnH2n
+ O2 → CO2 + H2O
Para
balancear essa equação genérica basta colocar um n na frente do CO2
(balanceamento dos carbonos), um n na frente do H2O (balanceamento
dos hidrogênios) e um 3n/2 na frente do O2 (pois no produto temos 3n
oxigênios):
CnH2n
+ 3n/2 O2 → n CO2 + n H2O
Para a
resolução dessa questão é necessário saber quantas toneladas de diesel (CnH2n)
são necessárias para a produção de 11 milhões de toneladas de CO2,
pois essa quantidade foi substituída pelo biodiesel.
Dessa forma,
observemos os dados e a resolução da questão de acordo com os cálculos estequiométricos:
Dados:
Massa de CO2
= 11 × 106 toneladas;
Massas
molares em g·mol-1: H=1, C=12, O=16.
Resolução:
1) Primeiramente
é necessário calcular quantos mols de CnH2n são
necessários para produzir 11 milhões de toneladas de CO2. De acordo
com a reação, 1 mol de CnH2n produz n mols de CO2.
Para saber essa informação em massa é preciso calcular as massas molares (MM), a
partir das massas dos elementos componentes:
MM (CO2)
= MM (C) + 2 × MM (O) = 12 + 2 × 16 = 44
g/mol
MM (CnH2n)
= n × MM (C) + 2n × MM (H) = n × 12 + 2n × 1 = 12n + 2n
= 14n g/mol
2) Considerando
que 1 mol de CnH2n produz n mols de CO2, temos que 14n gramas de CnH2n
produz 44n gramas de CO2. Dessa forma, podemos realizar uma regra de
três para determinar a quantidade de CnH2n em gramas necessária
para produzir 11 × 106 toneladas de CO2. Como
uma tonelada equivale a 106 gramas temos que:
14n g de CnH2n produz 44n g
de CO2
X --------- 11 × 1012
X = (11 × 1012 × 14n)/44n =
14 × 1012/4 = 3,5 × 1012
g = 3,5 × 106 toneladas de CnH2n
X = 3,5 milhões
de toneladas de CnH2n
Portanto, é
correto afirmar que entre 2008 e 2011 o biodiesel substituiu
aproximadamente 3,5 toneladas de CnH2n.
Gabarito da Professora: Letra A.