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Calculando a quantidade de CO2 Química 1o bimestre – Aula 4 Ensino Médio ● Equações químicas de processos produtivos; ● Emissão de CO2. ● Calcular a quantidade de CO2 emitida em processos produtivos do ferro e do alumínio, na queima do etanol e da gasolina e em casos do cotidiano. (...) É estimado um aumento de 1% nas emissões de gás carbônico (CO2), provenientes de combustíveis fósseis, em 2022, de acordo com um artigo científico publicado na revista Nature. Segundo essas estimativas, as emissões alcançariam 37,5 bilhões de toneladas e quebrariam o recorde atual de emissões (...). Saiu na mídia! Virem e conversem! De onde vêm as emissões de CO2? (...) Existem evidências empíricas de que o aumento de gases do efeito estufa que vem sendo observado é um reflexo da elevada emissão de poluentes em nossa atmosfera pelo Homem, associada à Revolução Industrial, que teve início em 1760 (...). Observe as seguintes equações químicas dos processos produtivos do ferro e do alumínio: Produção de ferro: 2 Fe2O3 (s) + 6 C(s) + 3 O2 (g) → 4 Fe (s) + 6 CO2 (g) Produção de alumínio: 2 Al2O3 (s) + 3 C (s) → 3 CO2 (g) + 4 Al (s) Vamos calcular a emissão de CO2 em cada processo para a produção de 1 tonelada de cada metal. Processos produtivos 2 Fe2O3 (s) + 6 C (s) + 3 O2 (g) → 4 Fe (s) + 6 CO2 (g) x = 1,18 toneladas ou 1,18.106 g de CO2 Dados: 4 x 56 g Fe ---------- 6 x 44 g CO2 1 t (106 g) Fe ---------- x Etapa do processo produtivo do ferro Produção de ferro (Fe) Vamos calcular! https://youtu.be/i6truM1MWh0?si=Q7MOGBnGw5P4OorN https://youtu.be/i6truM1MWh0?si=Q7MOGBnGw5P4OorN 2 Al2O3 (s) + 3 C (s) → 3 CO2 (g) + 4 Al (s) x = 1,22 toneladas ou 1,22.106 g de CO2 Dados: 3 x 44 g CO2 ---------- 4 x 27 g Al x ---------- 1 t (106 g) Produção de alumínio (Al) Vamos calcular! Etapa do processo produtivo do alumínio https://youtu.be/EirrzjjAf8Y?si=5LPVpD8VM1vhgwE_ https://youtu.be/EirrzjjAf8Y?si=5LPVpD8VM1vhgwE_ A combustão completa de combustíveis fósseis produz água e dióxido de carbono (CO2, massa molar 44 g/mol). A União Europeia estabeleceu, desde 2012, um limite de emissão veicular de 130 g de CO2 por quilômetro rodado (valor aplicável a uma média de veículos de um mesmo fabricante), tendo multa como penalidade, caso o fabricante ultrapasse a meta. A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos com cerca de oito carbonos em sua composição, incluindo isômeros do octano (C8H18). Considere que, em uma cidade, o consumo médio diário dos carros de um fabricante seja de 10 km/L de gasolina, formada apenas por octano (massa molar 114 g/mol) e que sua densidade seja 0,70 kg/L. ENEM 2020 A diferença de emissão de CO2 dos carros desse fabricante em relação ao limite estabelecido na União Europeia é: a. 80% menor. b. 60% menor. c. 46% menor. d. 108% maior. e. 66% maior. ENEM 2020 Alternativa correta: e. 66% maior. ENEM 2020 – Correção ✔Um estudo da Embrapa mostra que o etanol de cana-de-açúcar emite menos gás carbônico para a atmosfera do que a gasolina; ✔O etanol de cana é capaz de reduzir em 73% as emissões de CO2 na atmosfera (principal gás causador do efeito estufa), se usado em substituição à gasolina; ✔Um hectare de cana-de-açúcar plantada produz, por ano, 4.420 kg de CO2, enquanto a lavoura de soja emite 1.160 kg. Existem alternativas aos combustíveis fósseis? Mas, afinal, qual é a vantagem de plantar cana-de-açúcar, mesmo sabendo que ela emite maior quantidade de gás carbônico? Virem e conversem! Nas últimas décadas, o efeito estufa vem se intensificando de maneira preocupante, sendo esse efeito muitas vezes atribuído à intensa liberação de CO2 durante a queima de combustíveis fósseis para geração de energia. O quadro traz as entalpias-padrão de combustão a 25°C (ΔH0 25) do metano, do butano e do octano. Composto Fórmula molecular Massa molar (g/mol) ΔH0 (kJ/mol) Metano CH4 16 - 890 Butano C4H10 58 - 2.878 Octano C8H18 114 - 5.471 Atividade 2 À medida que aumenta a consciência sobre os impactos ambientais relacionados ao uso da energia, cresce a importância de se criar políticas de incentivo ao uso de combustíveis mais eficientes. Nesse sentido, considerando-se que o metano, o butano e o octano sejam representativos do gás natural, do Gás Liquefeito de Petróleo (GLP) e da gasolina, respectivamente, então, a partir dos dados fornecidos, é possível concluir que, do ponto de vista da quantidade de calor obtido por mol de CO2 gerado, a ordem crescente desses três combustíveis é: a. Gasolina, GLP e gás natural. b. Gás natural, gasolina e GLP. c. Gasolina, gás natural e GLP. d. Gás natural, GLP e gasolina. e. GLP, gás natural e gasolina. • Para a combustão de CH4: CH4 (g) + 2 O2 (g) → CO2 (g) + 2 H2O (l) ΔH° = – 890 kJ 1 mol de CH4 → 1 mol de CO2 portanto, libera 890 kJ • Para a combustão de C4H10: C4H10 (g) + O2 (g) → 4 CO2 (g) + 5 H2O (l) ΔH° = – 2.878 kJ 1 mol de C4H10 → 4 mol de CO2 —— 2.878 kJ 1 mol de CO2 —— x x = 719,5 kJ • Para a combustão de C8H18: C8H18 (g) + 25/2 O2 (g) → 8 CO2 (g) + 9 H2O (l) ΔH° = – 5.471 kJ 1 mol de C8H18 → 8 mol de CO2 ——— 5.471 kJ 1 mol de CO2 ——— y y = 683,9 kJ Atividade 2 – Correção A ordem crescente de calor produzido por mol de CO2 é: gasolinaDisponível em: https://youtu.be/i6truM1MWh0?si=Q7MOGBnGw5P4OorN ; https://www.pngwing.com/en/free-png-acfum Slide 7 – DE ONDE VEM O ALUMÍNIO? #Boravê com Mari Fulfaro Manual do Mundo, 3 jul. 2018. Disponível em: https://youtu.be/EirrzjjAf8Y?si=5LPVpD8VM1vhgwE_. Acesso em: 20 fev. 2024; https://www.pngwing.com/en/free-png-acfum Slide 15 - https://www.pngwing.com/en/free-png-nsdcg Slide 16 - https://www.pngwing.com/en/free-png-acfum https://www.pngwing.com/pt/free-png-bzovn https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/46/CO2_Emissions_by_Source_Since_1880.svg https://www.climaesociedade.iag.usp.br/images/cartilhausp_p35.jpg https://youtu.be/i6truM1MWh0?si=Q7MOGBnGw5P4OorN https://www.pngwing.com/en/free-png-acfum https://youtu.be/EirrzjjAf8Y?si=5LPVpD8VM1vhgwE_ https://www.pngwing.com/en/free-png-acfum https://www.pngwing.com/en/free-png-nsdcg https://www.pngwing.com/en/free-png-acfum Slide 1 Slide 2 Slide 3 Slide 4 Slide 5: Processos produtivos Slide 6: Produção de ferro (Fe) Slide 7: Produção de alumínio (Al) Slide 8: ENEM 2020 Slide 9: ENEM 2020 Slide 10: ENEM 2020 – Correção Slide 11: Existem alternativas aos combustíveis fósseis? Slide 12: Atividade 2 Slide 13 Slide 14: Atividade 2 – Correção Slide 15: Atividade 2 – Correção Slide 16: Desafio Slide 17: Desafio Slide 18 Slide 19 Slide 20 Slide 21