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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 43 do ENEM 2009

1º dia · Ciências da Natureza · Química: Combustão e poder calorífico

Nas últimas décadas, o efeito estufa tem-se intensificado de maneira preocupante, sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa liberação de \ce{CO2} durante a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a 25\ ^\circ\text{C} (\Delta H_{25}^0) do metano, do butano e do octano.

composto fórmula molecular massa molar (g/mol) \Delta H_{25}^0
(kJ/mol)
metano \ce{CH4} 16 - 890
butano \ce{C4H10} 58 - 2.878
octano \ce{C8H18} 114 - 5.471

À medida que aumenta a consciência sobre os impactos ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a importância de se criar políticas de incentivo ao uso de combustíveis mais eficientes. Nesse sentido, considerando-se que o metano, o butano e o octano sejam representativos do gás natural, do gás liquefeito de petróleo (GLP) e da gasolina, respectivamente, então, a partir dos dados fornecidos, é possível concluir que, do ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de \ce{CO2} gerado, a ordem crescente desses três combustíveis é

  1. A
    gasolina, GLP e gás natural.
  2. B
    gás natural, gasolina e GLP.
  3. C
    gasolina, gás natural e GLP.
  4. D
    gás natural, GLP e gasolina.
  5. E
    GLP, gás natural e gasolina.
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Resolução comentada

O que se pede é o calor liberado por mol de \ce{CO2} produzido, e não por mol de combustível. Para isso, divide-se a entalpia de combustão pelo número de mols de \ce{CO2} que cada combustível gera, o que se lê na fórmula molecular (cada carbono vira um \ce{CO2}).

  1. Metano, \ce{CH4}: 1 mol de \ce{CO2} por mol queimado. Calor: 890\ \text{kJ}/1 = 890\ \text{kJ} por mol de \ce{CO2}.
  2. Butano, \ce{C4H10}: 4 mol de \ce{CO2}. Calor: 2\,878/4 = 719{,}5\ \text{kJ} por mol de \ce{CO2}.
  3. Octano, \ce{C8H18}: 8 mol de \ce{CO2}. Calor: 5\,471/8 \approx 683{,}9\ \text{kJ} por mol de \ce{CO2}.

Ordem crescente do calor por mol de \ce{CO2}: octano (\approx 684), butano (\approx 720), metano (890).

Traduzindo para os combustíveis: gasolina, GLP e gás natural.

O gás natural é o mais vantajoso, pois libera mais energia para cada mol de \ce{CO2} lançado na atmosfera.

Alternativa A.

Pegadinha: Quem compara só o calor por mol de combustível (5.471 > 2.878 > 890) chega à ordem invertida, alternativa D; é preciso dividir pelo número de mols de CO2.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • BColoca o gás natural como o de menor calor por mol de CO2, quando na verdade é o de maior (890 kJ).
  • CPõe o gás natural no meio e o GLP como o maior, o que contraria os valores 890 > 719,5 kJ por mol de CO2.
  • DInverte a ordem, que seria decrescente, não crescente.
  • EColoca o GLP como o menor, mas a gasolina libera menos calor por mol de CO2 (≈684 kJ).

Assuntos: Combustão e poder calorífico, Cálculo estequiométrico.

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