TEXTO I
O biogás é uma das formas de aproveitamento da biomassa, é uma fonte barata e abundante de energia. Pode ser obtido de resíduos agrícolas ou mesmo de excrementos de animais e dos homens.
O biogás é obtido a partir da digestão anaeróbia de matéria orgânica, como esterco de animais, lodo de esgoto, lixo doméstico, resíduos agrícolas, efluentes industriais e plantas aquáticas. É uma mistura composta principalmente de gás carbônico (30%) e metano (65%).
O biogás pode ser utilizado no funcionamento de motores, geradores, moto picadeiras, resfriadores de leite, aquecedor de água, geladeira, fogão, lampião, lança-chamas.
TEXTO II
A fim de avaliar o benefício do uso desse biocombustível, um aluno separou o metano do biogás e calculou a massa obtida de CO2 liberada na combustão completa de 50 g de metano.
Dados:
Massas molares (g mol-1): C = 12; H = 1; O = 16
O valor calculado pelo estudante será, em gramas, aproximadamente igual a
a) 44.
b) 50.
c) 70.
d) 137.
e) 158.
Respostas
Após ler os textos da questão, vemos que no texto I ele dá uma breve explicação sobre o biogás. Essa informação para a resolução do exercício não é necessária, isso porque no texto II o aluno já conseguiu separar o metano (CH4) do biogás. As porcentagens só mostram a concentração que se precisa para formá-lo. Todavia, o texto I é somente para nos tirar atenção.
O aluno então ao separar o metano, fez uma reação de combustão completa para avaliar o biogás. Numa reação completa de combustão, os produtos formados são gás carbônico (CO2) e água (H2O), e para que aja a queima, é necessário a presença do gás oxigênio (O2).
Portanto, a equação da queima completa do metano seria a seguinte:
CH4 + O2 ---> CO2 + H2O
Mas essa equação não está balanceada. Quando fazemos o balanceamento, temos o seguinte:
CH4 + 2O2 ---> CO2 + 2H2O
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Ótimo, agora vamos buscar os dados contidos no texto.
Ele quer saber a massa de CO2 obtida na queima de 50g de metano. Nos dados temos as massas molares de cada elemento, e como o exercício está pedindo massa, precisamos de fazer a relação estequiométrica da mesma.
Note que estamos apenas trabalhando com o metano (CH4) e gás carbônico (CO2), então podemos retirar o oxigênio e a água do cálculo.
Utilizando as massas molares dos elementos, ficamos com as seguintes massas:
CH4: 16g
CO2: 44g
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Maravilha, agora basta fazer uma regra de três para sabermos quanto de gás carbônico seremos capazes de produzir usando 50g de metano.
Com base na estequiometria, é verdadeiro afirmar que 16g de metano produz 44g de gás carbônico, então dizemos que 50g de metano estão para "X".
16g de metano (CH4) ---- 44g de gás carbônico (CO2)
50g de metano (CH4) ---- X
16X = 44g x 50g
X = 44g x 50g
16g
X = 137,5g
Portanto, no resultado final temos, aproximadamente, 137,5g de gás carbônico produzidos a partir de 50g de metano.
E isso nos dá a opção d) 137.
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Espero que tenha ajudado!
Resposta:
d) 137
Explicação:
Para resolver a questão, é necessário calcular a massa de CO2. Para isso, deve-se iniciar pelo balanceamento da equação química:
CH4 + 2 O2 → CO2 + 2 H2O
Em seguida, calculam-se as massas envolvidas na reação de produção de CO2.
CH4 = 16 g · mol-1
CO2 = 44 g · mol-1
Após, calcula-se a massa de CO2 na queima de 50 g de metano:
16 g CH4 ---------- 44 g CO2
50 g ------------- x
x = 137,5 g de CO2