LISTA DE EXERCÍCIOS = CINÉTICA QUÍMICA/ESTEQUIOMETRIA
A obtenção de etanol, a partir de sacarose (açúcar) por fermentação, pode ser representada pela seguinte equação: C12 H22 O11+H2 O 4 C2 H5 OH+4 CO2. Admitindo-se que o processo tenha rendimento de 100 % e que o etanol seja anidro (puro), calcule a massa (em kg ) de açúcar necessária para produzir um volume de 50 litros de etanol, suficiente para encher um tanque de um automóvel.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de estequiometria juntos! A gente precisa descobrir quanto açúcar (sacarose) é necessário para produzir 50 litros de etanol puro, usando a reação de fermentação que foi dada. Para isso, vamos usar conceitos de balanço de massas e relações molares na reação química.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química envolvida:
C12H22O11 + H2O 4,C2H5OH + 4,CO2
Essa equação diz que 1 mol de sacarose reage com 1 mol de água para produzir 4 mols de etanol e 4 mols de dióxido de carbono.

Passo 3

Agora, vamos descobrir quantos mols de etanol correspondem a 50 litros. Para isso, precisamos saber a densidade do etanol puro. Geralmente, a densidade do etanol anidro é aproximadamente 0,789 kg/L.
Então, a massa de etanol que queremos produzir é:
Massa de etanol = Volume times Densidade = 50,L times 0,789,kgL = 39,45,kg

Passo 4

Agora, vamos calcular quantos mols de etanol isso representa. Para isso, usamos a massa molar do etanol ( C2H5OH).
A massa molar do etanol é:
C: 12,01,gmol times 2 = 24,02,gmol H: 1,008,gmol times 6 = 6,048,gmol O: 16,00,gmol times 1 = 16,00,gmol Total = 24,02 + 6,048 + 16,00 = 46,068,gmol
Convertendo para kg/mol:
46,068,gmol = 0,046068,kgmol
Agora, calculamos os mols de etanol:
Mols de etanol = MassaMassa molar = 39,45,kg0,046068,kgmol approx 857,mol

Passo 5

Pela equação balanceada, 1 mol de sacarose produz 4 mols de etanol. Então, para produzir 857 mols de etanol, precisamos de:
Mols de sacarose = 857,mol4 approx 214,25,mol

Passo 6

Agora, vamos calcular a massa de sacarose necessária. Primeiro, encontramos a massa molar da sacarose ( C12H22O11):
C: 12,01,gmol times 12 = 144,12,gmol H: 1,008,gmol times 22 = 22,176,gmol O: 16,00,gmol times 11 = 176,00,gmol Total = 144,12 + 22,176 + 176,00 = 342,296,gmol
Convertendo para kg/mol:
342,296,gmol = 0,342296,kgmol
Então, a massa de sacarose necessária é:
Massa de sacarose = Mols times Massa molar = 214,25,mol times 0,342296,kgmol approx 73,23,kg

Resposta

Você precisa de aproximadamente 73,23 kg de açúcar para produzir 50 litros de etanol puro.

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