Question

“O Brasil tem vantagens acentuadas na produção de etanol de primeira geração, feito a partir da fermentação da sacarose, mas há vários desafios que precisamos vencer para melhorar sua produtividade... Também há oportunidades importantes de desenvolvimento tecnológico do etanol de segunda geração, produzido a partir da celulose...".

(Revista Pesquisa, FAPESP, julho de 2008).

A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser representada pela seguinte equação não balanceada:

C12H22O11(s) + H2O(l) ↔ C2H5OH(l) + CO2(g)

Considerando-se que o processo tenha rendimento de 75% e que o etanol seja anidro (puro), calcule a massa, em toneladas (t), de açúcar necessária para produzir um volume de 402,5 m3 de etanol.

(Dados: Densidade do etanol = 0,8 t/m3; massa molar da sacarose = 342 g/mol; Massa molar do etanol = 46 g/mol).

Answer 1

Resposta:

798 toneladas de açucar

Explicação:

A densidade é a razão entre a massa e o volume.Portanto:

D=m/V→V=m . D -Conseguimos a massa multiplicando o volume pela densidade.

Massa etanol = 403,5m³ . 0,8 T/m³

Massa etanol= 322 toneladas

Balanceando a equação de produção do etanol a partir da sacarose

C12H22O11 + H2O→4 C2H5OH + 4 CO2

Portanto a proporção estequiométrica é de 1:4 ou seja 1 mol (342g0 de sacarose produz com rendimento de 100% 4 mols de etanol (4 . 46g = 184g)

Como o rendimento é de 75% temos 184 . 0,75= 138g

342g de sacarose----------------138g de etanol

x  g de sacarose-----------------322000000g

x=110.124.000.000/138

x=798.000.000g de sacarose ou 798 toneladas

Answer 2

Resposta:

448.875 t de sacarose

Explicação:

V = 402,5 m³

d = 0,8 t/m³

nesse caso, é possível achar a quantidade de massa que será produzida, através da seguinte fórmula:

d = $\frac{m}{V}$          0,8 = $\frac{m}{402,5}$       m = 0,8 x 402,5 = 322 t

só que isso seria o correspondente a um rendimento de 100 %, e a questão diz que o rendimento foi de 75%, logo:

322--> 100%

x   --> 75%          

x = 241,5 t

Outro detalhe é a equação, ela não está balanceada, logo:

C₁₂H₂₂O₁₁₍s₎ + H₂O₍l₎ ↔ 4 C₂H₅OH₍l₎ + 4 CO₂₍g₎

portanto:

1 mol de sacarose corresponde à 342g

4 mol de etanol corresponde à 46 x 4= 184g

logo:

342g de sacarose --> 184g de etanol

        y                    --> 241,5 t de etanol

342g ˣ 241,5t = 184g ˣ y

184g ˣ y = 82593g ˣ t

y =$\frac{82593g t }{184g}$

y = 448.875 t de sacarose ou aproximadamente 449 t