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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 16 (2º semestre · 1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2012

2º semestre · 1º dia · Química: Combustão e poder calorífico

Os processos metabólicos que ocorrem em diferentes partes do organismo permitem a obtenção da energia necessária às funções vitais. A energia química liberada nesses processos pode ser dissipada na forma de calor ou armazenada para que o organismo possa usá-la quando necessário. Na oxidação total (aeróbica) de 1 mol de glicose (\ce{C6H12O6}) são liberados 700\text{ kcal}, formando dióxido de carbono e água. O processo de oxidação parcial (anaeróbica) ocorre nas leveduras, e a glicose é convertida em etanol e dióxido de carbono, liberando 30\text{ kcal}.

Ante o exposto,

a) escreva as equações químicas balanceadas relacionadas aos dois processos de oxidação da glicose; (2,0 pontos)

b) calcule a energia relacionada à combustão de 2 mols de etanol. (3,0 pontos)

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a) Na oxidação total (aeróbica), a glicose reage com \ce{O2} e forma \ce{CO2} e \ce{H2O}. Na oxidação parcial (anaeróbica, nas leveduras), ela forma etanol e \ce{CO2}. Como os dois processos liberam energia, são exotérmicos (\Delta H<0).

Oxidação total:

\ce{C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O}\qquad \Delta H=-700\ \text{kcal}

Oxidação parcial:

\ce{C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2 CO2}\qquad \Delta H=-30\ \text{kcal}

Confira o balanceamento. Na primeira equação há 6 C, 12 H e 18 O de cada lado. Na segunda há 6 C, 12 H e 6 O de cada lado.

Equações: \ce{C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O} e \ce{C6H12O6 -> 2 C2H5OH + 2 CO2}.

b) Use a lei de Hess. A combustão de 2 mols de etanol é \ce{2 C2H5OH + 6 O2 -> 4 CO2 + 6 H2O}. Ela pode ser obtida combinando as duas equações do item a.

  1. Inverta a oxidação parcial, o que troca o sinal da energia:
    \ce{2 C2H5OH + 2 CO2 -> C6H12O6}\qquad \Delta H=+30\ \text{kcal}
  2. Mantenha a oxidação total:
    \ce{C6H12O6 + 6 O2 -> 6 CO2 + 6 H2O}\qquad \Delta H=-700\ \text{kcal}
  3. Some as duas equações. A glicose e 2 mols de \ce{CO2} se cancelam:
    \ce{2 C2H5OH + 6 O2 -> 4 CO2 + 6 H2O}

    \Delta H=+30+(-700)=-670\ \text{kcal}

A combustão de 2 mols de etanol libera 670\ \text{kcal}. Isso dá 335\ \text{kcal} por mol de etanol.

Energia liberada: 670\ \text{kcal} (\Delta H=-670\ \text{kcal}).

Assuntos: Combustão e poder calorífico, Leis ponderais e balanceamento.

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Ver como caiu na prova Questão 16 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2012

Fonte: UFG 2ª etapa 2012 · 2º semestre · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗