Gabarito B1 CQA 2017

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CQA – Gabarito B1 
 
QUESTÃO 01: (1,0 ponto) Quanto às fontes de energia pode-se afirmar que: 
 
I) as células a combustível, de alto custo e somente usadas em missões espaciais, passaram a ser vistas 
como um sistema viável para aplicações em larga escala. 
II) produzida por quedas d’água, a energia hidráulica permite o acionamento de turbinas que 
movimentam geradores elétricos, produzindo energia em grande ou pequena escala. 
III) o biogás (também conhecido como gás dos pântanos) à mistura gasosa combustível, resultante da 
fermentação anaeróbica da matéria orgânica (decomposição de matérias orgânicas, em meio anaeróbico, 
por bactérias denominadas metanogênicas). 
IV) o alcatrão bruto da hulha é um produto líquido, mais ou menos viscoso de composição variável e 
muito complexa e de cor preta. É originário do processo de coqueificação do carvão, onde as partes 
voláteis do carvão são separadas durante o aquecimento formando gases. 
 
Estão corretas somente as afirmações: 
 
A. II e III; 
B. II, III e IV; 
C. I, II e IV 
D. I, III e IV; 
E. I, II, III, IV 
 
 
QUESTÃO 02: (1,0 ponto) Quanto a reação de combustão, pode-se afirmar: 
 
A. 
● Toda combustão é uma reação de oxidação-redução (transferência de elétrons). 
● O combustível atua sempre como fonte de elétrons, perdendo-os continuamente e 
desempenhando a função de redutor. 
● O comburente recebe e fixa os elétrons cedidos pelo combustível, agindo como oxidante. 
B. 
● Toda combustão é uma reação de oxidação-redução (transferência de elétrons). 
● O combustível atua sempre como receptor de elétrons, recebendo-os continuamente e 
desempenhando a função de redutor. 
● O comburente cede os elétrons cedidos pelo combustível, agindo como oxidante. 
C. 
● Toda combustão é uma reação de oxidação-redução (transferência de elétrons). 
● O combustível atua sempre como fonte de elétrons, perdendo-os continuamente e 
desempenhando a função de oxidante. 
● O comburente recebe e fixa os elétrons cedidos pelo combustível, agindo como redutor. 
D. 
● Toda combustão é uma reação do tipo dupla-troca na qual não ocorre transferência de elétrons. 
● O combustível atua sempre como fonte de elétrons, perdendo-os continuamente e 
desempenhando a função de redutor. 
● O comburente recebe e fixa os elétrons cedidos pelo combustível, agindo como oxidante. 
E. 
● Toda combustão é uma reação do tipo dupla-troca na qual não ocorre transferência de elétrons. 
● O combustível atua sempre como receptor de elétrons, recebendo-os continuamente e 
desempenhando a função de redutor. 
● O comburente cede os elétrons cedidos pelo combustível, agindo como oxidante. 
 
 
 
QUESTÃO 03: (1,0 ponto) Observe as afirmações abaixo e determine quais são verdadeiras: 
 
I) A presença de oxigênio nos combustíveis acarreta sistematicamente uma redução na geração de calor; 
II) O oxigênio presente em um combustível, anula por oxidação parcial, preferencialmente o hidrogênio 
em lugar do carbono, como se a parte do H2 do combustível tivesse sido queimada previamente pelo O2 
de constituição; 
III) O enxofre é inconveniente no combustível porque produz substâncias tóxicas e corrosivas (SO2, 
SO3); 
IV) O carbono e hidrogênio são muito frequentes na composição dos combustíveis respondendo pela 
geração de calor e pela função oxidante; 
V) Baixos teores de C e H obtém-se melhor rendimento térmico; 
VI) O nitrogênio presente num combustível não se oxida durante o processo de combustão e assim, em 
nada contribui para a geração de calor; 
 
A. I, II, III e VI 
B. II, III, V e VI 
C. II, III, IV e VI 
D. I, II e IV 
E. I, III e V 
QUESTÃO 04: (1,0 ponto) Dependendo das quantidades relativas combustíveis e comburentes 
alimentadas no processo, podem ocorrer três tipos de combustão: Incompletas, Teoricamente 
Completa e Praticamente completa. Sobre os tipos de combustão relacione as colunas, e escreva as 
substâncias e coeficientes que estão faltando. 
 
 
 
 
 
1. Praticamente Completa 
2. Teoricamente Completa 
3. Incompleta 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
(3) Realiza-se com uma quantidade de oxigênio inferior à 
estequiométrica para oxidar completamente o combustível. 
(2) Realiza-se com quantidade estequiométrica de oxigênio para oxidar 
completamente a matéria combustível. 
(1) Realiza-se com uma quantidade de oxigênio maior do que a 
estequiometricamente necessária para oxidar a matéria combustível. 
(1) C8H18 + 4,5O2 → 8C + 9H2O + Energia 
(1) C8H18 + 15,5O2 → 8CO2 + 9H2O + 3O2 + Energia 
(2) C8H18 + 12,5O2 → 8CO2 + 9H2O + Energia 
(1) C8H18 + 8,5O2 → 8CO + 9H2O + Energia 
(2) C6H12O6 + 6O2 ↔ 6 CO2 + 6 H2O + Energia 
(1) C3H8 + 2O2 → 3C (fuligem) + 4H2O 
(3) C4H10 + 6,5O2 → 4CO2 + 5H2O 
 
 
QUESTÃO 05: (1,0 ponto) A adulteração da gasolina visa à redução de seu preço e compromete o 
funcionamento dos motores. De acordo com as especificações da Agência Nacional de Petróleo (ANP), a 
gasolina deve apresentar um teor de etanol entre 22% e 27% em volume. A determinação do teor de etanol na 
gasolina é feita através do processo de extração com água. 
Considere o seguinte procedimento efetuado na análise de uma amostra de gasolina: em uma proveta de 100 
ml foram adicionados 50 ml de gasolina e 50 ml de uma solução aquosa de NaCl. Após agitação e repouso 
observou-se que o volume final de gasolina foi igual a 36 ml. 
 
De acordo com as informações acima, assinale a(s) proposição(ões) CORRETA(S). 
 
I. A determinação de etanol na amostra em questão atende as especificações da ANP; (28% - não atende) 
II. No procedimento descrito acima, a mistura final resulta num sistema homogêneo; 
III. A água e o etanol estabelecem interações intermoleculares do tipo ponte de hidrogênio; 
IV. As interações entre as moléculas de etanol e de água são mais intensas do que aquelas existentes entre as 
moléculas dos componentes da gasolina e do etanol. 
V. Água e moléculas dos componentes da gasolina interagem por ligações de hidrogênio. 
 
A. I, II, II 
B. II, III, IV 
C. II e V 
D. III e IV 
E. III e V 
 
QUESTÃO 06: (1,0 ponto) Existem duas classificações de gasolina automotiva comercializadas no Brasil: 
Comum (octanagem mínima de 87 IAD) e Premium (octanagem mínima de 91 IAD). A partir destas duas 
especificações, as distribuidoras podem ofertar gasolinas comerciais que atendam ou superem os parâmetros da 
categoria em que estão enquadradas. Cabe ressaltar que a gasolina conhecida como "aditivada" é a gasolina comum 
com aditivos. Todas as gasolinas recebem, por força de lei federal, a adição de etanol anidro, cujo percentual atende 
à legislação vigente. 
De acordo com uma propaganda encontrada em: http://gasolina.hotsitespetrobras.com.br, a gasolina Petrobras 
Podium, é uma gasolina Premium, de especificação superior e única (octanagem mínima de 95 IAD), que também 
recebe aditivos. Veículos modernos, principalmente os importados, com compressão maior ou igual a 10:1, 
necessitam de uma gasolina com maior octanagem para poder desenvolver toda a potência do motor. E para esses 
veículos os postos Petrobras oferecem a gasolina Podium, que de acordo com a própria Petrobras possui a maior 
octanagem do mundo. Ainda de acordo com a Petrobras, os veículos com injeção eletrônica podem abastecer com 
a gasolina Petrobras Grid, que contém aditivo especial (redutor de atrito), além de detergentes e dispersantes que 
garantem maior desempenho e máxima eficiência. A gasolina comum pode ser usada por qualquer veículo com 
motor flex ou a gasolina. Na dúvida, consulte o manual do seu veículo, que informa qual a gasolina deve ser usada. 
A tabela abaixo mostra características das gasolinas comercializadaspela Petrobras. 
 
 Gasolina 
Comum 
 
Octanagem 
(IAD)min 
87 87 
95 
(maior desempenho) 
Enxofre 
(ppm) máx 
50 50 
30 
(menos poluente) 
Aditivos Não Sim 
Sim 
(menor nível de depósito) 
Corantes Não* 
Sim 
(verde) 
Não* 
 
IAD = Índice Antidetonante 
PPM (partes por milhão) = mg/kg 
(*) Apresenta coloração levemente alaranjada em razão do corante laranja no etanol anidro 
 
Fonte: http://gasolina.hotsitespetrobras.com.br 
A partir do texto, tem-se que a qualidade de uma gasolina pode ser expressa pelo seu índice de octanagem. 
Explique sucintamente o que é octanagem, e se há influência no índice de octanagem da gasolina com a adição 
de etanol anidro. 
Octanagem mede o poder anti-detonante, que é a capacidade da gasolina de resistir à detonação, ou sua 
capacidade de resistir as exigências do motor sem entrar em auto-ignição antes do momento programado. 
Com a adição de etanol anidro o índice antidetonante aumenta. 
 
QUESTÃO 07: (3,0 pontos) Análise dos Combustíveis e Estequiometria da Combustão 
Combustíveis, de um modo geral, são materiais carbonáceos que reagem facilmente com o oxigênio do ar, 
produzindo calor em grande quantidade. Os combustíveis gasosos são usualmente misturas de gases que 
podem ser identificados individualmente. Combustíveis líquidos destilados tais como a gasolina ou o 
querosene também são misturas de hidrocarbonetos simples que podem ser separados e identificados. Carvões, 
óleos combustíveis residuais e combustíveis vegetais têm estruturas complexas, difíceis de se reduzir a 
componentes individuais, faz-se uma análise elementar em termos de C, H, O, S, etc. 
Para efeito de geração de calor na combustão, admite-se que o oxigênio presente no combustível, anule por 
oxidação parcial, preferencialmente o hidrogênio no lugar do carbono. Assim deve-se subtrair da quantidade 
total de hidrogênio a parcela já queimada. Chamando de: 
HT (hidrogênio total) – a quantidade total de hidrogênio presente no combustível; 
HC (hidrogênio combinado) – a parcela do hidrogênio total oxidada pelo oxigênio do combustível; e 
HL (hidrogênio livre) – a quantidade de hidrogênio útil para o processo de combustão. 
O cálculo das quantidades de hidrogênio livre e combinado num combustível são feitos com base na reação 
de formação da água, que é produto formado na oxidação do hidrogênio. A partir disso pode-se deduzir 
algumas relações. 
Em massa: 
8
2
2
O
CH
m
m 
e como HT = HC+HL, tem-se: 
8
2
22
O
THLH
m
mm 
. 
Em quantidade de matéria: 
22 2 OCH nn 
 e 
222 2 OTHLH nnn 
. 
Análise de um combustível líquido - Desde 16 de março de 2015, o percentual obrigatório de etanol anidro 
combustível na gasolina comum é de 27%, conforme Portaria Nº 75, de 5 de março de 2015, do Ministério da 
Agricultura, Pecuária e Abastecimento (MAPA) e Resolução Nº 1, de 4 de março de 2015, do Conselho 
Interministerial do Açúcar e do Álcool (CIMA). Considere que um veículo movido a gasolina percorre 
15km/litro de combustível. Admitindo-se que a fórmula molecular da gasolina seja C6H12, e do etanol anidro 
C2H5OH, e considerando combustão completa, calcular: 
a) (1,0 ponto) a quantidade de ar real a 27ºC e 1atm, utilizada na combustão de 1 litro de combustível (gasolina 
com etanol anidro), sabendo que a combustão se dará com 20% de ar em excesso. (417,28 mols) 
b) (1,0 ponto) o volume de CO2 liberado a 147ºC e 1,1 atm por quilometro rodado? (101,75 L) 
c) (1,0 ponto) a massa de H2O formada por litro de combustível. (959,58 g) 
Dados: 
Massas molares (em g/mol): 
C=12; H2=2; O2=32 
H2O=18; N2=28; S=32 
21,0
2REAL
REAL
O
AR
n
n 
 
PV=nRT 
Kmol
latm
R


 082,0
 
V
m

 
 
ρgasolina=0,756g/ml 
ρetanol=0,789g/ml 
 
 
Base de cálculo: 1litro de combustível (73% de gasolina + 27% de etanol anidro) 
Sendo 𝜌 =
𝑚
𝑉
 a massa é dada por: m=ρ.V 
𝑚𝐶6𝐻12 = 0,756
𝑔
𝑚𝑙
× 1000 𝑚𝑙 = 756𝑔 
𝑚𝐶2𝐻5𝑂𝐻 = 0,789
𝑔
𝑚𝑙
× 1000 𝑚𝑙 = 789𝑔 
 
A quantidade de matéria é dada por: 𝑛 =
𝑚
𝑀𝑀
, sendo: 𝑀𝑀𝐶6𝐻12 = 84 𝑔/𝑚𝑜𝑙 e 𝑀𝑀𝐶2𝐻5𝑂𝐻 = 46𝑔/𝑚𝑜𝑙 
 
𝒏𝑪𝟔𝑯𝟏𝟐 =
756𝑔
84 𝑔/𝑚𝑜𝑙
= 𝟗 𝒎𝒐𝒍𝒔 𝒏𝑪𝟐𝑯𝟓𝑶𝑯 =
789𝑔
46 𝑔/𝑚𝑜𝑙
≅ 𝟏𝟕, 𝟏𝟓 𝒎𝒐𝒍𝒔 
𝟎, 𝟕𝟑 × 𝒏𝑪𝟔𝑯𝟏𝟐 = 𝟔, 𝟓𝟕 𝒎𝒐𝒍𝒔 𝟎, 𝟐𝟕 × 𝒏𝑪𝟐𝑯𝟓𝑶𝑯 = 𝟒, 𝟔𝟑 𝒎𝒐𝒍𝒔 
C6H12 + 9O2 → 6CO2 + 6H2O 
6,57 mols 59,13 mols 39,42 mols 39,42 mols 
C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O 
4,63 mols 13,89 mols 9,26 mols 13,89 mols 
Item a) 
𝑛𝑂2 = 59,13 + 0,2 × 59,13 ≅ 70,96 𝑚𝑜𝑙𝑠 
𝑛𝐴𝑅𝑅𝐸𝐴𝐿 =
𝑛𝑂2
0,21
=
70,96
0,21
≅ 337,90 𝑚𝑜𝑙𝑠 
𝑛𝑂2 = 13,89 + 0,2 × 13,89 ≅ 16,67 𝑚𝑜𝑙𝑠 
𝑛𝐴𝑅𝑅𝐸𝐴𝐿 =
𝑛𝑂2
0,21
=
16,67
0,21
≅ 79,38 𝑚𝑜𝑙𝑠 
𝑛𝐴𝑅(𝐶6𝐻12) + 𝑛𝐴𝑅(𝐶2𝐻5𝑂𝐻) = 337,90 + 79,38 = 417,28 𝑚𝑜𝑙𝑠 
Quantidade de ar real utilizada na combustão de 1 litro de combustível (gasolina + etanol anidro), com 20% em excesso: 
417,28 mols 
 
Item b) 
Pela reação de combustão constata-se que para cada litro de combustível queimada (6,57 mols + 4,63 mols) formam-se: 
39,42 + 9,26 = 48,68 mols de CO2. 
Considerando a quilometragem percorrida por litro (15 km), o número de mols de CO2 por quilometro rodado será: 
𝑛𝐶𝑂2 𝑝𝑜𝑟 𝑘𝑚 𝑟𝑜𝑑𝑎𝑑𝑜 =
48,68
15
≅ 3,25 𝑚𝑜𝑙𝑠 
𝑉𝐶𝑂2𝑝𝑜𝑟 𝑘𝑚 𝑟𝑜𝑑𝑎𝑑𝑜 =
𝑛𝑅𝑇
𝑃
=
3,25 × 0,082 × 420
1,1
= 101,75 𝐿 
 
Item c) 
Pela reação de combustão constata-se que para cada litro de gasolina queimada (6,57 mols + 4,63 mols) formam-se: 
39,42 + 13,89 = 53,31 mols de H2O. 
Assim: 
𝒏𝑯𝟐𝑶 𝒇𝒐𝒓𝒎𝒂𝒅𝒂 = 53,31 × 18 = 𝟗𝟓𝟗, 𝟓𝟖𝒈 
 
 
 
 
QUESTÃO 08: (1,0 ponto) Apesar de o valor correto do poder calorífico ser obtido por meio de calorímetros, 
pode-se determinar um valor aproximado por métodos termoquímicos ou empíricos. Para carvões minerais, 
pode-se utilizar a fórmula empírica de Dulong, que permite calcular o Poder Calorífico Superior a partir dos 
dados de análise elementar, obtendo-se resultados aceitáveis para carvões com altos teores de carbono. 
Considerando a unidade Kcal/Kg, a fórmula de Dulong é: 
 
Onde C, H2, O2 e S são as porcentagens, na base úmida, de carbono, hidrogênio, oxigênio e enxofre, 
respectivamente, do carvão mineral. 
Para o cálculo do PCI de um carvão, a fórmula de Dulong é: 
 
O termo 6 (H2O) é negativo porque: 
A. representa a perda de calor para formar água durante a combustão; 
B. representa a perda de calor que ocorre na queima da água do combustível 
C. representa a perda de calor que ocorre para evaporar a água do combustível 
D. representa o calor que é absorvido pela água formada, na queima do combustível; 
E. representa o calor que é absorvido pela água combinada na queima do combustível;