PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 73 do ENEM PPL 2010

1º dia · Ciências da Natureza · Química: Cálculo estequiométrico

Fator de emissão (carbon footprint) é um termo utilizado para expressar a quantidade de gases que contribuem para o aquecimento global, emitidos por uma fonte ou processo industrial específico. Pode-se pensar na quantidade de gases emitidos por uma indústria, uma cidade ou mesmo por uma pessoa. Para o gás \ce{CO2}, a relação pode ser escrita:

\text{Fator de emissão de }\ce{CO2} = \frac{\text{Massa de }\ce{CO2}\text{ emitida}}{\text{Quantidade de material}}

O termo “quantidade de material” pode ser, por exemplo, a massa de material produzido em uma indústria ou a quantidade de gasolina consumida por um carro em um determinado período.

No caso da produção do cimento, o primeiro passo é a obtenção do óxido de cálcio, a partir do aquecimento do calcário a altas temperaturas, de acordo com a reação:

\ce{CaCO_{3(s)} -> CaO_{(s)} + CO_{2(g)}}

Uma vez processada essa reação, outros compostos inorgânicos são adicionados ao óxido de cálcio, tendo o cimento formado 62\% de \ce{CaO} em sua composição.

Dados: Massas molares em \text{g/mol} — \ce{CO2} = 44; \ce{CaCO3} = 100; \ce{CaO} = 56.

TREPTOW, R. S. Journal of Chemical Education. v. 87 nº 2, fev. 2010 (adaptado).

Considerando as informações apresentadas no texto, qual é, aproximadamente, o fator de emissão de \ce{CO2} quando 1 tonelada de cimento for produzida, levando-se em consideração apenas a etapa de obtenção do óxido de cálcio?

  1. A
    4{,}9 \times 10^{-4}
  2. B
    7{,}9 \times 10^{-4}
  3. C
    3{,}8 \times 10^{-1}
  4. D
    4{,}9 \times 10^{-1}
  5. E
    7{,}9 \times 10^{-1}
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Resolução comentada

O fator de emissão é a massa de \ce{CO2} emitida dividida pela quantidade de material produzido, aqui 1 tonelada de cimento.

A reação \ce{CaCO3 -> CaO + CO2} tem proporção 1 : 1 : 1 em mol. Assim, cada 56 g de \ce{CaO} formado libera 44 g de \ce{CO2}.

  1. Massa de \ce{CaO} em 1 t de cimento: 0{,}62 \times 1\ \text{t} = 0{,}62\ \text{t}.

  2. Massa de \ce{CO2} emitida, por regra de três:

\frac{44}{56} = \frac{x}{0{,}62} \Rightarrow x = \frac{44 \times 0{,}62}{56} \approx 0{,}487\ \text{t}
  1. Fator de emissão:
\frac{0{,}487\ \text{t de }\ce{CO2}}{1\ \text{t de cimento}} \approx 4{,}9 \times 10^{-1}

Portanto, são emitidas cerca de 0,49 t de \ce{CO2} por tonelada de cimento produzida.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa E engana quem esquece de aplicar os 62% de CaO e usa direto a razão 44/56 para 1 t de cimento.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AErra a potência de dez: 4{,}9\times10^{-4} seria o valor se a massa de cimento fosse 1 kg em vez de 1 t.
  • BAlém de errar a potência de dez, usa a razão 44/56 sem aplicar os 62%, ou seja, 0,79.
  • CUsa a massa molar do \ce{CaCO3} (100) no lugar da do \ce{CaO}: 0{,}62\times44/56 vira algo como 0{,}62\times 0{,}62, resultando em 0,38.
  • EUsa a razão 44/56 = 0,79 sem multiplicar por 0,62, esquecendo que só 62% do cimento é CaO.

Assunto: Cálculo estequiométrico.

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