Questão 04. O etanol,
, pode ser obtido a partir da sacarose,
, contida em matérias primas como a cana de açúcar, segundo a reação representada abaixo:
A cana de açúcar contém 20% em massa de sacarose. Para a produção de etanol foi utilizado 2190 g de cana de açúcar e 30 mL de água.
a) Defina reagente limitante e indique o reagente limitante da reação nas condições acima descritas.
b) Qual é a quantidade máxima de etanol (em quantidade de matéria) que pode ser produzida? (
).
c) Defina rendimento percentual de reação e calcule-o para a reação do problema quando são produzidos 167 g de etanol. (Rendimento = 70,8%).
Dado: densidade da água
.
a) Defina reagente limitante e indique o reagente limitante da reação nas condições acima descritas.
b) Qual é a quantidade máxima de etanol (em quantidade de matéria) que pode ser produzida? (
c) Defina rendimento percentual de reação e calcule-o para a reação do problema quando são produzidos 167 g de etanol. (Rendimento = 70,8%).
Dado: densidade da água
Passo 1
O enunciado dá a reação
e informa que usamos 2190 g de cana contendo 20 % em massa de sacarose e 30 mL de água. O que vamos fazer:
– Definir reagente limitante (aquele que se esgota primeiro e limita a formação de produto).
– Calcular a quantidade máxima (teórica) de etanol em mol.
– Definir rendimento percentual e calculá-lo sabendo que obtivemos 167 g de etanol.
– Definir reagente limitante (aquele que se esgota primeiro e limita a formação de produto).
– Calcular a quantidade máxima (teórica) de etanol em mol.
– Definir rendimento percentual e calculá-lo sabendo que obtivemos 167 g de etanol.
Passo 2
Calcular quantos mols de sacarose e de água temos.
A massa de sacarose é 20 % de 2190 g:
A massa de sacarose é 20 % de 2190 g:
O peso molecular da sacarose é
Logo
Para a água,
mL a
g/mL significa
g. Como
g/mol,
Passo 3
Pela reação, a razão estequiométrica é
Temos
mol de sacarose e
mol de água. Como a sacarose exige 1 mol de água por mol e há mais água do que sacarose, é a sacarose que vai se esgotar primeiro.
Portanto, o reagente limitante é a sacarose.
Portanto, o reagente limitante é a sacarose.
Passo 4
Cada mol de sacarose gera 4 mol de etanol. Assim, a quantidade máxima de etanol é
Arredondando conforme o enunciado,
mol.
Passo 5
O rendimento percentual de reação é definido por
A massa molar do etanol é
g/mol. Com 167 g obtidos,
Logo
Resposta
a) Reagente limitante: sacarose.
b) Quantidade máxima de etanol: mol.
c) Rendimento percentual: .
b) Quantidade máxima de etanol:
c) Rendimento percentual: