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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 50 do ENEM 2011

1º dia · Ciências da Natureza · H23 · Química: Combustão e poder calorífico

Um dos problemas dos combustíveis que contêm carbono é que sua queima produz dióxido de carbono. Portanto, uma característica importante, ao se escolher um combustível, é analisar seu calor de combustão (Δ H_c^\circ), definido como a energia liberada na queima completa de um mol de combustível no estado padrão. O quadro seguinte relaciona algumas substâncias que contêm carbono e seu Δ H_c^\circ.

Substância Fórmula Δ H_c^\circ (kJ/mol)
benzeno \ce{C6H6} (l) -3\,268
etanol \ce{C2H5OH} (l) -1\,368
glicose \ce{C6H12O6} (s) -2\,808
metano \ce{CH4} (g) -890
octano \ce{C8H18} (l) -5\,471

ATKINS, P. Princípios de Química. Bookman, 2007 (adaptado).

Neste contexto, qual dos combustíveis, quando queimado completamente, libera mais dióxido de carbono no ambiente pela mesma quantidade de energia produzida?

  1. A
    Benzeno.
  2. B
    Metano.
  3. C
    Glicose.
  4. D
    Octano.
  5. E
    Etanol.
Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.
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Resolução comentada

Queremos o combustível que emite mais \ce{CO2} por quantidade de energia liberada. Então é preciso dividir o número de mols de \ce{CO2} produzidos por mol de combustível pela energia liberada por mol (em módulo).

O número de mols de \ce{CO2} é igual ao número de átomos de carbono da fórmula, pois na queima completa cada C vira um \ce{CO2}.

Calculando a razão \dfrac{\text{mol de } \ce{CO2}}{\text{kJ}}:

  1. Benzeno: \dfrac{6}{3268} \approx 1{,}84\times10^{-3}
  2. Etanol: \dfrac{2}{1368} \approx 1{,}46\times10^{-3}
  3. Glicose: \dfrac{6}{2808} \approx 2{,}14\times10^{-3}
  4. Metano: \dfrac{1}{890} \approx 1{,}12\times10^{-3}
  5. Octano: \dfrac{8}{5471} \approx 1{,}46\times10^{-3}

O maior valor é o da glicose: para produzir a mesma energia, ela gera mais \ce{CO2}. Isso acontece porque a glicose já tem muito oxigênio na molécula, então rende pouca energia por carbono queimado.

Alternativa C.

Pegadinha: O octano, com 8 carbonos, parece o maior emissor se olharmos só o número de carbonos; mas é preciso dividir pela energia liberada.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AO benzeno tem 6 C, mas libera muita energia por mol; a razão é cerca de 1{,}84\times10^{-3}, menor que a da glicose.
  • BO metano tem a menor razão CO2/energia (cerca de 1{,}12\times10^{-3}), sendo o que menos emite por energia.
  • DO octano tem 8 C, mas seu calor de combustão é muito alto; a razão é só cerca de 1{,}46\times10^{-3}.
  • EO etanol tem razão cerca de 1{,}46\times10^{-3}, menor que a da glicose.

Assuntos: Combustão e poder calorífico, Cálculo estequiométrico.

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