Um problema com combustíveis que contém carbono é que eles produzem dióxido de carbono ao queimar; logo, uma característica importante na escolha de um combustível é o calor por mol de CO2 produzido. (a) Calcule essa quantidade para metano e octano. (b) Calcule o calor produzido por mol de CO2 produzido na combustão da glicose. (e) Que processo introduz mais dióxido de carbono no ambiente por quilojoule: a combustão de octano ou a combustão de glicose?

Passo 1

O enunciado pede o calor liberado por mol de CO2 produzido na combustão de três combustíveis: metano, octano e glicose. Para isso vamos usar as entalpias padrão de combustão (valores aproximados de tabelas):
– Metano: De<a Hcomb = -890 kJ/mol
– Octano: De<a Hcomb = -5470 kJ/mol
– Glicose: De<a Hcomb = -2803 kJ/mol
e as estequiometrias das reações:
Metano:& CH4 + 2,O2 to CO2 + 2,H2O, Octano:& C8H18 + 12,5,O2 to 8,CO2 + 9,H2O, Glicose:& C6H12O6 + 6,O2 to 6,CO2 + 6,H2O

Passo 2

Para o metano cada mol de CH4 produz exatamente 1 mol de CO2. Logo o calor liberado por mol de CO2 é igual à entalpia de combustão do metano em valor absoluto:
-De<a Hcomb(CH4)1 = 890 kJ1 mol CO2 = 890 kJ/mol CO2

Passo 3

Para o octano cada mol de C8H18 gera 8 mol de CO2. Assim,
-De<a Hcomb(C8H18)8 = 5470 kJ8 mol CO2 approx 684 kJ/mol CO2

Passo 4

Na combustão da glicose cada mol de C6H12O6 produz 6 mol de CO2. Portanto,
-De<a Hcomb(C6H12O6)6 = 2803 kJ6 mol CO2 approx 467 kJ/mol CO2

Passo 5

Para saber qual processo introduz mais CO2 por quilojoule, comparamos a quantidade de CO2 gerada por unidade de energia. Essa grandeza é inversa ao calor por mol de CO2: quanto menor o kJ/mol CO2, mais CO2 sai por kJ. Como 467<684, a combustão da glicose libera menos energia por mol de CO2 e portanto emite mais CO2 para cada quilojoule gerado.

Resposta

(a) Metano: 890 kJ/mol CO2.
Octano: 684 kJ/mol CO2.
(b) Glicose: 467 kJ/mol CO2.
(c) A combustão da glicose introduz mais CO2 no ambiente por quilojoule.

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