Questão 74 (1º semestre) da UFG 2014

Question

A combustão da gasolina e do óleo diesel libera quantidades elevadas de poluentes para a atmosfera. Para minimizar esse problema, tem-se incentivado a utilização de biocombustíveis como o biodiesel e o etanol. O etanol pode ser obtido a partir da fermentação da sacarose, conforme a equação não balanceada apresentada a seguir.

\ce{C12H22O11(s) + H2O(l) -> C2H6O(l) + CO2(g)}

Considerando-se o exposto e o fato de que uma indústria alcooleira utilize 100 mols de sacarose e que o processo tenha rendimento de 85%, conclui-se que a quantidade máxima obtida do álcool será de

A
27{,}60\text{ kg}.
B
23{,}46\text{ kg}.
C
18{,}40\text{ kg}.
D
15{,}64\text{ kg}.
E
9{,}20\text{ kg}.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 74 (1º semestre) da UFG 2014

1º semestre · Química: Reagente limitante, pureza e rendimento

A combustão da gasolina e do óleo diesel libera quantidades elevadas de poluentes para a atmosfera. Para minimizar esse problema, tem-se incentivado a utilização de biocombustíveis como o biodiesel e o etanol. O etanol pode ser obtido a partir da fermentação da sacarose, conforme a equação não balanceada apresentada a seguir.

\ce{C12H22O11(s) + H2O(l) -> C2H6O(l) + CO2(g)}

Considerando-se o exposto e o fato de que uma indústria alcooleira utilize 100 mols de sacarose e que o processo tenha rendimento de 85%, conclui-se que a quantidade máxima obtida do álcool será de

A
27{,}60\text{ kg}.
B
23{,}46\text{ kg}.
C
18{,}40\text{ kg}.
D
15{,}64\text{ kg}.
E
9{,}20\text{ kg}.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

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Resolução comentada

Primeiro balanceie a equação. Cada sacarose, ao reagir com uma água, gera 4 etanol e 4 CO₂:

\ce{C12H22O11 + H2O -> 4 C2H6O + 4 CO2}

Conferência: C: 12 = 8 + 4; H: 22 + 2 = 24 = 4·6; O: 11 + 1 = 12 = 4·1 + 4·2.

A proporção é 1 mol de sacarose para 4 mols de etanol.

Rendimento teórico: 100 \times 4 = 400\ \text{mol} de etanol.
Com rendimento de 85%: 400 \times 0{,}85 = 340\ \text{mol}.
Massa molar do etanol: 2\cdot12 + 6\cdot1 + 16 = 46\ \text{g/mol}.
Massa: 340 \times 46 = 15\,640\ \text{g} = 15{,}64\ \text{kg}.

O enunciado fala em "quantidade máxima" obtida, mas pede considerar o rendimento de 85%, então o valor é o do passo 4.

Alternativa D.

Pegadinha: A alternativa C engana quem balanceia certo (4 etanol) mas esquece de aplicar o rendimento de 85%.

Por que as outras alternativas estão erradas

AUsa os 400 mol teóricos (100% de rendimento), ignorando os 85%: 400 × 46 = 18,4 kg e não 27,6; valor sem base no cálculo correto.
BAplica 85% sobre uma massa errada (27,6 kg, de 600 mol), sem balanceamento correto.
CÉ a massa com 100% de rendimento (400 mol × 46 g/mol), sem aplicar os 85%.
EConsidera só 200 mol de etanol (proporção 1:2), balanceamento errado e sem rendimento.

Assuntos: Reagente limitante, pureza e rendimento, Leis ponderais e balanceamento.

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Questão 74 no caderno 1ª etapa da UFG 2014

Fonte: UFG 2014 · 1º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗