PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS
Questão 12 (1º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2010
Leia o trecho a seguir.
Entre os atuais problemas ambientais estão a chuva ácida, a poluição atmosférica e o efeito estufa, sendo o último causado por gases como o dióxido de carbono e o metano. Por outro lado, as substâncias que contribuem para o aumento da poluição atmosférica são óxidos de nitrogênio, monóxido de carbono, dióxido de enxofre e compostos aromáticos.
A figura abaixo mostra o gráfico das emissões de um motor a gasolina em função da mistura ar/combustível, operando em condições de mistura: deficiente, estequiométrica e rica em oxigênio.
QUÍMICA NOVA , 2003, 26(2), 265. [Adaptado].
Com base nas informações apresentadas,
a) justifique em qual condição de mistura o motor emite as menores quantidades dos gases responsáveis pelo efeito estufa; (2,0 pontos)
b) por que as quantidades de monóxido de carbono e de hidrocarbonetos são menores no lado direito do gráfico? (3,0 pontos)
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Resolução comentada
Resolução comentada
a) Os gases do efeito estufa citados no texto são o \ce{CO2} e o \ce{CH4}. No gráfico aparece apenas o \ce{CO2}, e é por ele que se compara as condições.
A curva do \ce{CO2} passa por um máximo próximo à razão estequiométrica. Nas extremidades ela cai, e o ponto mais baixo está na extremidade esquerda.
A esquerda é a região de mistura deficiente em ar (pobre em \ce{O2}, rica em combustível). Sem oxigênio suficiente a combustão é incompleta: parte do carbono sai como \ce{CO} e como hidrocarbonetos não queimados, em vez de \ce{CO2}. Por isso a emissão de \ce{CO2} é menor nessa condição.
Esse resultado vale só para o \ce{CO2}. Nessa mesma região aumentam o \ce{CO} e os hidrocarbonetos, que são poluentes.
Resposta: a condição deficiente em oxigênio (lado esquerdo do gráfico), com combustão incompleta e menor emissão de \ce{CO2}.
b) O lado direito corresponde à mistura com excesso de ar, isto é, rica em \ce{O2}. Há oxigênio suficiente para oxidar todo o combustível, então a combustão é mais completa.
Os hidrocarbonetos (representados por \ce{C6}) são queimados a \ce{CO2} e \ce{H2O}:
O \ce{CO}, que resulta de combustão parcial, é oxidado a \ce{CO2} pelo excesso de oxigênio:
Por isso as concentrações de \ce{CO} e de hidrocarbonetos caem à medida que a razão ar/combustível aumenta. Ao mesmo tempo, o \ce{O2} não consumido passa a aparecer nos gases emitidos.
Resposta: com excesso de \ce{O2} a combustão é praticamente completa, e o \ce{CO} e os hidrocarbonetos são oxidados a \ce{CO2} e \ce{H2O}.
Assuntos: Poluição atmosférica e chuva ácida, Efeito estufa e ciclos biogeoquímicos.
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Fonte: UFG 2ª etapa 2010 · 1º semestre · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗