Um dos problemas ambientais que se encontra na Chapada do Araripe é a exploração extrativista da lenha, destinada à fabricação de carvão e uso nos fornos com a queima do calcário, para a obtenção da cal, contribuído de maneira significativa para a ocorrência indiscriminada de desmatamentos na chapada. Se um pequeno agricultor queimar 10 Kg de carvão de 80% de pureza, qual a quantidade de moléculas de gás carbônico é produzida:

Dados: massa molar (g/mol) C = 12; O = 16;

Constante de Avogadro = 6.10 23 mol–1

C + O2 → CO2

Esta questão está relacionada à estequiometria de reações.

Considerando a reação apresentada, é possível observar que ela já está balanceada:

C + O₂ → CO₂

Primeiramente, é preciso listar os dados importantes para a resolução da questão:

Massa de carvão (C) queimada = 10 kg;

Pureza da amostra de carvão queimado = 80%;

Massa molar (g/mol): C = 12; O = 16;

Constante de Avogadro = 6 × 10 ²³ mol^–1.

Com base nesses dados, precisamos calcular a quantidade de moléculas de gás carbônico produzida. Para isso, é necessário, primeiramente, saber a massa de carvão (C) queimada, pois esse material não está completamente puro. Temos as seguintes etapas de resolução:

1) Cálculo da massa de carvão considerando 80% de pureza:

A massa total de carvão corresponde a 100%, logo, a massa que corresponde a 80% será:

10 kg    ^{corresponde a}  100%

   m (C) --------------   80%

m (C) = 80 × 10/100 = 800/100 = 8 kg

2) Cálculo do número de mols de carvão (C):

Com a massa de carvão, podemos calcular o número de mols presente nessa massa, de acordo com a massa molar do carbono (12 g/mol). É importante converter a massa para g. Como 1 kg é equivalente a 1000 g, 8 kg é igual a 8000 g:

1 mol de C     ^possui    12 g

        n (C)       -------   8000 g

n (C) = 8000/12 = 8 × 10­³/12 = (2/3) × 10³ mol

3) Cálculo do número de mols de CO₂ formado:

Como 1 mol de carbono forma 1 mol de CO₂, conforme a reação, (2/3) × 10³ mol formará (2/3) × 10³ mol de CO₂:

n (CO₂) = (2/3) × 10³ mol

4) Cálculo da quantidade de moléculas de CO₂ produzida:

A constante de Avogadro é uma constante física que representa 1 mol de entidades elementares (átomos, moléculas, íons, etc.). Logo, como o valor dessa constante é igual a 6 × 10 ²³ mol^–1, 1 mol de CO₂ possui 6 × 10²³ moléculas. Assim:

   1 mol de CO₂     -----   6 × 10²³ moléculas

(2/3) × 10³ mol     -----            X

X = 6 × 10²³ × (2/3) × 10³ = 6 × (2/3) × 10²⁶ = 4 × 10²⁶ moléculas de CO₂

Gabarito da Professora: Letra B.