Questão 27) A fermentação alcoólica é usada para a produção de etanol, C2 H5 OH, por leveduras, segundo a equação:
C6 H12 O6 2 C2 H5 OH+2 CO2
Se um biorreator contém 90 g de glicose (C6 H12 O6) e a eficiência da conversão é 80 %, determine:
a) A quantidade teórica de etanol (em gramas) que poderia ser produzida.
b) A quantidade real de etanol obtida com essa eficiência.
c) O número de mols de CO2 liberado.

Passo 1

O enunciado nos dá a reação de fermentação alcoólica
C6H12O6 longrightarrow 2,C2H5OH + 2,CO2
e informa que há 90,g de glicose disponível e que a eficiência da conversão é 80%. O que precisamos fazer é: (1) calcular a quantidade teórica de etanol a partir da estequiometria e das massas molares; (2) aplicar a eficiência para obter a quantidade real; (3) achar o número de mols de CO2 liberados, considerando que a mesma eficiência se aplica ao gás formado. Para isso, usaremos conceito de limite reagente (a glicose), cálculos de mols e massa molar.

Passo 2

Primeiro achamos o número de mols de glicose: a massa molar da glicose (C6H12O6) é
M(C6H12O6) = 6times12 + 12times1 + 6times16 = 180;g/mol
Logo, os mols de glicose iniciais são
nglicose = 90;g180;g/mol = 0,50;mol

Passo 3

Pela estequiometria, cada mol de glicose rende 2 mol de etanol. Então o número teórico de mols de etanol é
nEtOH, teórico = 2 times nglicose = 2 times 0,50 = 1,00;mol ó
A massa molar do etanol (C2H5OH) é
M(C2H5OH) = 2times12 + 6times1 + 16 = 46;g/mol
Portanto, a massa teórica de etanol é
mEtOH, teórico = nEtOH, teórico times M(C2H5OH) = 1,00;moltimes 46;g/mol = 46;g óó

Passo 4

Como a eficiência é 80%, a massa real de etanol obtida vale
mEtOH, real = 0,80 times mEtOH, teórico = 0,80 times 46;g = 36,8;g ó

Passo 5

Pela estequiometria, cada mol de glicose também gera 2 mol de CO2. O número teórico de mols de CO2 seria
nCO2,teórico = 2 times nglicose = 2 times 0,50 = 1,00;mol ó
Aplicando 80% de eficiência, o número real de mols de CO2 liberados é
nCO2,real = 0,80 times 1,00;mol = 0,80;mol

Resposta

a) 46;g
b) 36,8;g
c) 0,80;mol

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