Questão 7 (3º dia) da 2ª fase da UNICAMP 2013
“Pegada de carbono”, do Inglês carbon footprint, é a massa de gases do efeito estufa emitida por uma determinada atividade. Ela pode ser calculada para uma pessoa, uma fábrica, um país ou qualquer dispositivo, considerando-se qualquer intervalo de tempo. Esse cálculo, no entanto, é bem complexo e requer informações muito detalhadas. Por isso, no lugar da pegada de carbono, utiliza-se o fator de emissão de \ce{CO2} , que é definido como a massa emitida de \ce{CO2} por atividade. Uma pessoa, por exemplo, tem um fator de emissão de cerca de 800 gramas de \ce{CO2} por dia, catabolizando açúcar (\ce{CH2O})_n e gordura (\ce{CH2})_n.
a) Tomando por base os dois “combustíveis humanos” citados (açúcar e gordura), qual deles teria maior fator de emissão de \ce{CO2} , considerando-se uma mesma massa consumida? Justifique.
b) Uma pessoa utiliza diariamente, em média, 150 gramas de gás butano (\ce{C4H10}) cozinhando alimentos. O fator de emissão de \ce{CO2} relativo a esse cozimento é maior, menor ou igual ao da catabolização diária do ser humano indicada no texto? Justifique.
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Resolução comentada
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a) Os dois combustíveis são oxidados a \ce{CO2} e \ce{H2O}, e cada unidade (CH_2O ou CH_2) produz 1 mol de \ce{CO2}:
Para a mesma massa, o que importa é a massa molar da unidade, pois ela define quantos mols de unidades (e, portanto, de \ce{CO2}) há em 1 g.
- Açúcar: \ce{CH2O} = 12 + 2 + 16 = 30 g/mol, então 1 g tem 1/30 = 0{,}033 mol de \ce{CO2}.
- Gordura: \ce{CH2} = 12 + 2 = 14 g/mol, então 1 g tem 1/14 = 0{,}071 mol de \ce{CO2}.
A gordura, com menor massa molar por átomo de carbono, libera mais \ce{CO2} por grama (cerca de 3,1 g de \ce{CO2} por grama, contra 1,5 g do açúcar). Isso ocorre porque o açúcar já contém oxigênio, ou seja, está mais oxidado.
A gordura tem o maior fator de emissão de \ce{CO2} para a mesma massa consumida.
b) Combustão do butano:
- Massa molar do butano: 4\cdot 12 + 10 = 58\ \text{g/mol}.
- Quantidade de butano: 150/58 \approx 2{,}59\ \text{mol}.
- \ce{CO2} formado: 4 \cdot 2{,}59 \approx 10{,}3\ \text{mol}.
- Massa de \ce{CO2} (44 g/mol): 10{,}3 \cdot 44 \approx 455\ \text{g}.
A mesma conta pode ser feita assim: 150\ \text{g} \cdot \dfrac{4\cdot 44}{58} \approx 455\ \text{g}.
O cozimento emite cerca de 455 g de \ce{CO2} por dia, enquanto o metabolismo humano emite cerca de 800 g por dia. Como 455 < 800:
O fator de emissão do cozimento (≈ 455 g/dia) é menor que o da catabolização (≈ 800 g/dia).
Assuntos: estequiometria, combustão, fator de emissão de CO2.
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