Question

1) A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar)

por fermentação, pode ser apresentada pela seguinte

equação:

C12H22O11 + H2O → C2H5OH + CO2

Admitindo-se que o processo tenha rendimento de

100% e que o etanol seja anidro, calcule:

a) A massa de açúcar necessária para produzir um

volume de 60 litros de etanol, suficiente para encher

um tanque de um automóvel.

Dados: Densidade do etanol = 0,8 g/cm3

b) Supondo hipoteticamente que a reação ocorra nas

CNTP, qual o volume de CO2 produzido?​

Answer 1

Após a realização dos cálculos, podemos concluir que:

a) a massa de açúcar necessária para produzir 60 litros de etanol é 89,21 g

b) O volume de CO₂ nas CNTP de acordo com a equação química é 89,6 L

Equação química

É toda equação onde a combinação de átomos dá origem  a uma nova substância. Em geral toda equação química é divida em:

• reagentes : são os átomos que irão se combinar e fica do lado esquerdo da seta
• produtos: são o resultado da combinação de átomos e fica do lado direito da seta.

Para resolver questões envolvendo cálculo estequiométrico devemos nos certificar de que a equação esteja balanceada, ou seja, quando a massa dos reagentes é igual a massa dos produtos.

Caso não esteja, usa-se dos menores coeficientes inteiros de modo a equilibrar a mesma.

Cálculo estequiométrico

São aplicações das leis ponderais e servem para relacionar a quantidade de produtos e reagentes existentes em uma equação química . Para resolver é necessário que a equação esteja balanceada e usa-se uma regra de três simples. A 1ª linha da regra de três indica a proporção em termos de massa, volume ou mol. A 2ª linha da regra de três relaciona-se o que se está perguntando com o dado que é fornecido no exercício.

Massa molar

É a massa presente em $\sf 6,02\cdot10^{23}$  moléculas ou seja presente em 1 mol. Para calcular a massa molar utiliza-se a tabela periódica.

Vamos a resolução da questão

Perceba que a equação não se encontra balanceada. Devemos utilizar dos menores coeficientes inteiros para equilibrar.

$\large\boxed{\begin{array}{l}\sf C_{12}H_{22}O_{11}+H_2O\longrightarrow 4C_2H_5OH+4CO_2\end{array}}$

a) Aqui vamos primeiramente obter a massa do etanol através da informação da densidade , em seguida obtem-se a massa molar da sacarose e do etanol por fim faz-se uma regra de 3

$\large\boxed{\begin{array}{l}\sf \rho=\dfrac{m}{v}\implies m=\rho\cdot v\\\\\sf m=0,8\cdot60\\\sf m=48\,g/mol\\\sf m_{C_{12}H_{22}O_{11}}=12\cdot12+22\cdot1+11\cdot16=342\,g/mol\\\sf 342\,g\,de\,C_{12}H_{22}O_{11}\longrightarrow184\,g\,de\,C_2H_5OH\\\sf x\,g\,de\,C_{12}H_{22}O_{11}\longrightarrow48\\\sf 184x=342\cdot48\\\sf x=\dfrac{342\cdot\diagdown\!\!\!\!\!\!48^6}{\diagdown\!\!\!\!\!\!18\diagdown\!\!\!\!\!4_{23}}\\\\\sf x=89,21\,g\,de\,C_{12}H_{22}O_{11}\end{array}}$

b) Aqui vamos relacionar a massa da sacarose com o volume do dióxido de carbono nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP).

note que segundo a equação química 342 g de sacarose equivale a 4 mols de dióxido de carbono. como 1 mol=22,4 L então

$\sf 22,4\cdot4=89,6\,L\,de\,CO_2$

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