Um biorreator é um vaso no qual uma conversão biológica ocorre envolvendo enzimas, microrganismos e/ou células animais e vegetais. Na fermentação anaeróbica de cereais, a levedura Saccharomyces cerevisiae digere a glicose (
) proveniente dos grãos para formar etanol (
) e ácido propenóico (
) pelas seguintes equações globais:
Reação 1:
Passo 1
O enunciado fornece duas reações de fermentação da glicose e pede implicitamente que a gente entenda a estequiometria (quantos mols e quantas massas de produtos saem a partir de uma quantidade de glicose). Dados fornecidos:
- Reação 1:
. - Reação 2:
.
Vou calcular, passo a passo, para uma base simples e comum em provas: as quantidades teóricas produzidas por
mol de glicose (ou seja, por
g de glicose). Em outras palavras: quantos mols de produto e quantos gramas de produto saem, em cada reação, a partir de
mol de
.
Passo 2
O que é estequiometria e como usar coeficientes estequiométricos (mini-aula):
- Em reações químicas balanceadas, os coeficientes (os números na frente das fórmulas) indicam razões molares. Por exemplo, na Reação 1 o coeficiente
antes de significa que mol de glicose forma mols de etanol. - A relação molar é a ferramenta principal: se sabemos quantos mols de reagente temos, multiplicamos pela razão mol-produto para obter mols de produto.
- Para transformar mols em massa usamos massa molar: massa (g)
número de mols massa molar (g·mol ). - Sempre verifique conservação de massa e balanço de átomos (ex.: carbono) para checar erros.
Passo 3
Calcular massas molares (vou usar massas atômicas inteiras usuais:
,
,
; sempre escreva os cálculos em provas):
- Massa molar da glicose
:
- Massa molar do etanol
:
(obs.: some prefer somar os H como
, fica
H no total).
- Massa molar do dióxido de carbono
:
- Massa molar do ácido propenóico (ácido propenóico / ácido propenóico = ácido acrílico)
— reorganizando: :
- Massa molar da água
:
Passo 4
Aplicar a estequiometria da Reação 1 (mols de produto por
mol de glicose):
- A reação indica:
mol mol e mol . - Então, a partir de
mol de glicose obtemos:
- Converter para massas usando as massas molares calculadas:
Passo 5
Verificação de conservação de massa para Reação 1 (checagem rápida, boa prática em prova):
- Massa reagente = massa produto?
Bate certinho — ótimo sinal.
Passo 6
Verificação de balanço de carbono para Reação 1:
- Carbono na glicose:
átomos de C por molécula mol de C por mol de glicose. - Carbono nos produtos: etanol
mols C por etanol mols de C; CO mols C por CO mols de C. Total mols de C — bate também.
Passo 7
Aplicar a estequiometria da Reação 2 (mols de produto por
mol de glicose):
- A reação indica:
mol mol (ácido) + mol . - Então, a partir de
mol de glicose obtemos:
- Converter para massas:
Passo 8
Verificação de conservação de massa e de carbono para Reação 2:
- Massa produtos:
- Carbono: ácido
mols C por ácido mols de C; água não tem C. Total mols de C = carbono da glicose. Tudo consistente.
Passo 9
Dicas práticas para prova (rápido, amigável e utilitário):
- Sempre calcule a massa molar por soma dos átomos; escreva os termos para evitar erros.
- Use
mol como base se a questão não der massa; depois escale (ex.: se der gramas, converta para mol: e multiplique pela razão estequiométrica). - Faça checagens rápidas: soma das massas dos produtos = massa dos reagentes; balanço dos átomos-chave (C, H, O).
- Se pedirem rendimento experimental, compare massa real / massa teórica e multiplique por
.
Resposta
Reação 1: a partir de
mol de
(
g) formam-se
mol (
g) de
e
mol (
g) de
.
Reação 2: a partir de
mol de
(
g) formam-se
mol (
g) de
(ácido propenóico) e
mol (
g) de
.