O Brasil é líder mundial na produção do etanol, que substitui grande parte da gasolina. Um dos fatores a considerar nessa substituição é a geração de CO2 no processo global de produção e uso. O impacto na etapa final de uso pode ser avaliado por um cálculo simplificado. Por exemplo, um carro médio consome 1.000 g de etanol combustível ou 700 g de gasolina comercial para percorrer 10 km. Nessas condições, a queima de 700 g de gasolina comercial leva à formação de 1.962 g de CO2. Assim, nas condições apresentadas, a diferença em massa de dióxido de carbono emitido na combustão, quando se substitui a gasolina comercial por etanol combustível, é de aproximadamente 

Dados: 1.000 gramas de etanol combustível apresentam 940 g de etanol e 60 g de água; massas molares (g mol_-1): C₂H₆O = 46; CO2 = 44.

Esta questão aborda conceitos relacionados à estequiometria de reações.

O álcool etanol possui fórmula molecular C₂H₆O (prefixo et indica a presença de dois carbonos, que se ligam a 5 hidrogênios e a uma hidroxila – OH).

As reações de combustão ocorrem quando há a reação de um material combustível com oxigênio (O₂), formando gás carbônico (CO₂) e água (H₂O). A reação de combustão balanceada do C₂H₆O pode ser observada abaixo. Como são 2 carbonos no C₂H₆O é preciso adicionar um 2 na frente do CO₂ e, como são 6 hidrogênios, é necessário adicionar um 3 na frente do H₂O (2 × 3 = 6) e um 3 na frente do O₂ (são 7 oxigênios no total):

C₂H₆O + 3 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O

Para realizar os cálculos estequiométricos, vamos listar os dados importantes:

- Queima de 700 g de gasolina comercial forma 1.962 g de CO₂;

- 1.000 gramas de etanol combustível apresentam 940 g de etanol e 60 g de água;

- massas molares (g mol^-1): C₂H₆O = 46; CO₂ = 44.

Considerando a reação mostrada acima, podemos calcular a massa de CO₂ produzida a partir da queima de 1000 g de etanol combustível, ou seja, 940 g de C₂H₆O. Para isso, é preciso utilizar a massa molar, pois a informação da reação é dada em número de mols.

De acordo com os dados, 1 mol de C₂H₆O possui 46 g e 1 mol de CO₂ possui 44 g. Como 1 mol de C₂H­₆O forma 2 mols de CO₂, podemos realizar uma regra de três para calcular a massa de CO₂ formada a partir de 940 g de C₂H₆O:

   1 mol de C₂H₆O       ^forma    2 mols de CO₂

      46 g de C₂H₆O      ^forma   (2 × 44) g de CO₂

     940 g de C₂H₆O     ------     m (CO₂)

m (CO₂) = (940 × 2 × 44)/46 = (940 × 44)/23 = 41360/23 = 1798 g

Com o valor da massa de CO₂ produzida a partir da queima de 1000 g de etanol combustível  [m (CO₂)_etanol], podemos calcular a diferença considerando a massa de CO₂ produzida a partir da queima de 700 g de gasolina [m (CO₂)_gasolina]:

Diferença = m (CO₂)_gasolina - m (CO₂)_etanol

Diferença = 1962 – 1798 = 164 g

Por fim, como pode ser visto na reação, para o consumo de 1 mol de C₂H₆O são necessários 3 mols de O₂. Logo, a relação estequiométrica C₂H₆O:O₂ é de 1:3.

Gabarito da Professora: Letra C.