Em países de clima desfavorável ao cultivo de cana-de-açúcar, o etanol é sintetizado através da reação de eteno com vapor de água, a alta temperatura e alta pressão. No Brasil, por outro lado, estima-se que 42 bilhões de litros de etanol (4,2. 1010 ) poderiam ser produzidos anualmente a partir da cana-de-açúcar. a) Determine quantas toneladas de eteno seriam necessárias para sintetizar igual volume de etanol, supondo 100% de eficiência. (Dados: massas molares, em g/mol: eteno = 28, etanol = 46; densidade do etanol = 800 g/L) b) Para percorrer uma distância de 100 km, um automóvel consome 12,5 L de etanol (217,4 mols). Supondo combustão completa, calcule o número de mols de dióxido de carbono liberado para a atmosfera nesse percurso.
Soluções para a tarefa
Resposta:
a) Para sintetizar 4,2x10^10 L de etanol seriam necessários 2,045 x 10^7 t de eteno
b) A quantidade de matéria de CO2 liberada para a atmosfera por um automóvel que consome 217,4 mol de etanol é de 434,8 mol de CO2
Explicação:
Reação química
O etanol pode ser obtido pela reação do eteno com água em meio acidificado pelo ácido sulfúrico e na presença de aquecimento. Sua reação é:
C2H4 + H2O → C2H5OH
Conversão do volume de etanol para massa
O volume é v = 4,2x10^10 L
A densidade é d = 800 g/L
Assim, a massa de etanol = d x v = 800 x 4,2x10^10 = 3,36 x 10^13 g de etanol
Cálculo da massa em tonelada de eteno para obter 3,36x10^13 g de etanol
C2H4 → C2H5OH
28 g 46 g
m 3,36x10^13
m = 2,045 x 10^13 g de eteno ou
1 t =======10^6 g
m 2,045x10^13 g
m = 2,045 x 10^7 t de eteno
Equação da combustão completa do etanol
C2H5OH + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O
Cálculo da quabtidade de matéria de CO2 liberada para a atmosfera por um automóvel que consome 217,4 mol de etanol
C2H5OH 2 CO2
1 mol 2 mol
217,4 mol n
n = 2 x 217,4 = 434,8 mol de CO2