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 produzido por mol de CO2 produzido na combustão. (a) Calcule essa quantidade para metano e octano. (b) Calcule o calor produzido por mol de CO2 produzido na combustão da glicose. (c) Que processo introduz mais dióxido de carbono no ambiente por quilojoule, a queima de metano ou a queima de octano?

Passo 1

O enunciado pede o calor liberado na combustão dividido pelo número de mols de CO2 formados. Isso é uma aplicação direta de entalpias padrão de combustão, onde para um combustível genérico com entalpia de combustão De<a Hcomb e que produz nCO2 mols de CO2, o calor por mol de CO2 é -De<a HcombnCO2. Vamos usar valores típicos:
De<a Hcomb,CH4=-890 kJ/mol,
De<a Hcomb,C8H18=-5470 kJ/mol,
De<a Hcomb,C6H12O6=-2815 kJ/mol.

Passo 2

Para metano a reação é
CH4 + 2,O2 to CO2 + 2,H2O,
logo nCO2=1. Assim
calor por mol de CO2 =-De<a Hcomb,CH41 =-(-890 kJ/mol)1 =890 kJ/mol CO2

Passo 3

Para octano a reação é
C8H18 + 12,5,O2 to 8,CO2 + 9,H2O,
logo nCO2=8. Assim
calor por mol de CO2 =-De<a Hcomb,C8H188 =-(-5470 kJ/mol)8 approx 684 kJ/mol CO2

Passo 4

Para glicose a reação é
C6H12O6 + 6,O2 to 6,CO2 + 6,H2O,
logo nCO2=6. Assim
calor por mol de CO2 =-De<a Hcomb,C6H12O66 =-(-2815 kJ/mol)6 approx 469 kJ/mol CO2

Passo 5

Para saber qual processo emite mais CO2 por energia, calculamos quantos mols de CO2 são gerados por quilojoule:
CH4: 1/890approx1,12times10^-3 mol CO 2/kJ,
C8H18: 8/5470approx1,46times10^-3 mol CO 2/kJ.
Como 1,46>1,12, a queima de octano produz mais CO2 por kJ.

Resposta

(a) Metano: 890 kJ por mol de CO2.
Octano: 684 kJ por mol de CO2.
(b) Glicose: 469 kJ por mol de CO2.
(c) A queima de octano introduz mais CO2 no ambiente por kJ do que a queima de metano.

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