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BIOCOMBUSTÍVEIS 1 ÍNDICE 1. BIODIESEL 2. ETANOL 3. BIOGÁS 4. HBIO 5. BIOMASSA 6. MADEIRA OU CARVÃO VEGETAL 7. BIOQUEROSENE 8. METANOL 9. EXERCÍCIOS Movido a álcool [...] Derramar cachaça em automóvel É a coisa mais sem graça De que já ouvi falar Por que cortar assim nossa alegria Já sabendo que o álcool também vai ter que acabar? Veja, um poeta inspirado em Coca-Cola Que poesia mais estranha ele iria expressar? É triste ver que tudo isso é real Porque assim como os poetas todos temos que sonhar Raul Seixas 1975 – Programa Nacional do Proálcool. 1979 – Raul Seixas lança a música “Movida a álcool”. BIOCOMBUSTÍVEIS 2 1. BIODIESEL A) TRANSESTERIFICAÇÃO • Expedito Parente – Fortaleza – Ceará – 1977 HIDRÓLISE ESTERIFICAÇÃO BIOCOMBUSTÍVEIS 3 REAÇÃO SECUNDÁRIA: SAPONIFICAÇÃO Como evitar: ausência de H2O. USO DE BIODIESEL AIDCIONADO AO ÓLEO DIESEL: B2O → óleo diesel com 20% de biodiesel B5 → óleo diesel com 5% de biodiesel B) CARACTERÍSTICAS: • Combustível renovável; • Carbono neutro; • Alto ponto de fulgor (brilho); • Não possui enxofre; • Boa lubricidade; • Geração de empregos no setor primário. C) Vantagens: • Baixo índice de poluição; • Gera emprego e renda no campo Plantação de grãos oleaginosos (soja, mamona, dendê, girassol, gordura de boi); • Diminui dependência de derivados do petróleo; • Custo mais baixo que petróleo. D) DESVANTAGENS: • Consumo em larga escala requer grandes áreas agrícolas; • Aumento no preço dos produtos derivados deste tipo de matéria prima; • Mercado assimilar grande quantidade de glicerina; • Esgotamento do solo; • Etanol na gasolina brasileira: 27%. Prof. Expedito Parente (1940 – 2011) Fortaleza-CE BIOCOMBUSTÍVEIS 4 E) RESISTÊNCIA À OXIDAÇÃO BIOCOMBUSTÍVEIS 5 2. ETANOL (BIOETANOL) A) FERMENTAÇÃO ALCOÓLICA • Álcool comum = 96% etanol + 4% H2O; • Álcool anidro (absoluto) = 100% etanol; • Álcool desnaturado = álcool comum + substância com odor e sabor desagradável. • O plantio de cana-de-açúcar envolve a adição de nutrientes. Ex.: N, P, S e K O nitrogênio incorporado ao solo afetará o meio ambiente, devido alta solubilidade de íons como NO3– e NH4+ em água. B) BIOCOMBUSTÍVEL DE PRIMEIRA E SEGUNDA GERAÇÃO • Motor a álcool; • Engenheiro brasileiro Urbano Ernersto Stumpf; • Fiat 147 (1978). BIOCOMBUSTÍVEIS 6 C) OBTENÇÃO DO ETANOL • HIDRATAÇÃO DO ETILENO 2 4 2 2 3 2 H SO CH = CH +H O CH – CH OH⎯⎯⎯⎯→ • FERMENTAÇÃO DE AÇÚCARES OU CEREAIS BIOCOMBUSTÍVEIS 7 D) “CHUVA SECA” de Fertilizante sobre São Paulo 1) Queima da palha de cana de todo o Estado de São Paulo emite anual, mais de 50 mil toneladas de nitrogênio (NH3 e NO2) na atmosfera; 2) 2NO2 + H2O → HNO3 + HNO2 (CHUVA ÁCIDA); 3) HNO3 + NH3 → NH4NO3 (CHUVA SECA); 4) Chuva de fertilizantes (NH4NO3) sobre rios, campos e florestas distantes até 300 km dos canaviais alteram o meio ambiente. Fonte: http://quimica-para-medicina.blogspot.com/2016/10/assunto-chuva-seca.html?m=1 BIOCOMBUSTÍVEIS 8 3. BIOGÁS • Fonte de energia renovável; • Composição: CH4 + CO2 + H2S • Produzido por bactérias em materiais orgânicos. Uso: Produção de energia elétrica e como combustível substituindo gás natural ou GLP. BIODIGESTOR (C6H10O5)n + nH2O → 3nCH4 + 3nCO2 AMIDO, CELULOSE PORCO – ENERGIA VACA – METANO BIOCOMBUSTÍVEIS 9 4. HBIO • Diesel verde; • Método de produção patenteado pela Petrobrás (2015); • Misturado com óleo diesel (5% de HBIO); • Método de obtenção: HIDRODESOXIGENAÇÃO OU DESOXIHIDROGENAÇÃO (HIDROGENÓLISE) 2 18 38 3 8 2 PROPANOHBIO CATALISADORÓleo vegetal + H C H + C H + H O⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ COMPOSIÇÃO: • Diesel hidrodessulfurizado + óleo vegetal (HDS); • Diesel tratado de alta qualidade e baixíssimo teor de enxofre. BIOCOMBUSTÍVEIS 10 BIOCOMBUSTÍVEIS 11 5. BIOMASSA • Biomassas mais utilizadas: lenha e bagaço de cana; • Alta densidade energética e facilidade de armazenamento e transporte (otimiza o aproveitamento energético); • Baixo custo; • Deve haver controle sobre as áreas desmatadas. PIRÓLISE DE BIOMASSA (REATOR PIROLÍTICO) BIOCOMBUSTÍVEIS 12 6. MADEIRA OU CARVÃO VEGETAL Composição: 50% celulose 20% lignina Destilação seca da madeira: MADEIRA Fração gasosa Gás de madeira C2H6, CO2, H2 Frações líquidas Ácido pirolenhoso (vinagre de madeira) Ácido etanoico, metanol e acetona. Alcatrão da madeira Mistura de compostos aromáticos. Fração sólida Carvão vegetal Carbono BIOCOMBUSTÍVEIS 13 7. BIOQUEROSENE Combustível renovável formado por uma mistura de hidrocarbonetos lineares e cíclicos, com uma composição semelhante à do querosene fóssil. PRODUÇÃO Quarta-feira (23/10/2013) – Gol. Congonhas – Brasília. Primeiro voo com 25% de Bioquerosene. BIOCOMBUSTÍVEIS 14 8. METANOL • Álcool madeira; • Álcool metílico, hidroxi metano ou carbinol; • CH3OH; • Foi usado no Brasil misturado com gasolina, mas devido ação corrosiva e toxidade foi extinto. OBTENÇÃO DO METANOL DESTILAÇÃO DESTILAÇÃO MADEIRA METANOL⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ REDUÇÃO CATALÍTICA DO MONÓXIDO DE CARBONO Zn 2 3260 ºC GÁS DE SÍNTESE CO + 2 H CH OH⎯⎯⎯⎯→ OXIDAÇÃO CONTROLADA DO METANO 500 ºC / 15 ATM 4 2 3CATALISADOR 1 CH + O CH OH 2 ⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯⎯→ BIOCOMBUSTÍVEIS 15 EXERCÍCIOS 01. (ITA 2011) A reação catalisada do triacilglicerol com um álcool (metanol ou etanol) produz glicerol (1, 2, 3 – propanotriol) e uma mistura de ésteres alquílicos de ácidos graxos de cadeia longa, mais conhecido como biodiesel. Essa reação de transesterificação envolve o equilíbrio representado pela seguinte equação química balanceada: em que R', R'' , R''' = cadeias carbônicas dos ácidos graxos e R = grupo alquil do álcool reagente. A respeito da produção do biodiesel pelo processo de transesterificação, são feitas as seguintes afirmações: I. O hidróxido de sódio é dissolvido completamente e reage com o agente transesterificante para produzir água e o íon alcóxido. II. Na transesterificação catalisada por álcali, os reagentes empregados nesse processo devem ser substancialmente anidros para prevenir a formação de sabões. III. Na reação de produção do biodiesel pela rota etílica, com catalisador alcalino, o alcóxido formado inibe a reação de saponificação. Das afirmações acima, está(ão) CORRETA(S) apenas A) I e II. B) I e III. C) II. D) II e III. E) III. BIOCOMBUSTÍVEIS 16 02. (ENEM) Um dos métodos de produção de biodiesel envolve a transesterificação do óleo de soja utilizando metanol em meio básico (NaOH ou KOH), que precisa ser realizada na ausência de água. A figura mostra o esquema reacional da produção de biodiesel, em que R representa as diferentes cadeias hidrocarbônicas dos ésteres de ácidos graxos. A ausência de água no meio reacional se faz necessária para A) manter o meio reacional no estado sólido. B) manter a elevada concentração do meio reacional. C) manter constante o volume de óleo no meio reacional. D) evitar a diminuição da temperatura da mistura reacional. E) evitar a hidrólise dos ésteres no meio reacional e a formação de sabão. 03. (FUVEST 2015) A preparação de um biodiesel, em uma aula experimental, foi feita utilizando‐se etanol, KOH e óleo de soja, que é constituído principalmente por triglicerídeos. A reação que ocorrenessa preparação de biodiesel é chamada transesterificação, em que um éster reage com um álcool, obtendo‐se um outro éster. Na reação feita nessa aula, o KOH foi utilizado como catalisador. O procedimento foi o seguinte: 1ª etapa: Adicionou‐se 1,5 g de KOH a 35 mL de etanol, agitando‐se continuamente a mistura. 2ª etapa: Em um erlenmeyer, foram colocados 100 mL de óleo de soja, aquecendo‐se em banho‐maria, a uma temperatura de 45 ºC. Adicionou‐se a esse óleo de soja a solução de catalisador, agitando‐ se por mais 20 minutos. 3ª etapa: Transferiu‐se a mistura formada para um funil de separação, e esperou‐se a separação das fases, conforme representado na figura ao lado. A) Toda a quantidade de KOH, empregada no procedimento descrito, se dissolveu no volume de etanol empregado na primeira etapa? Explique, mostrando os cálculos. BIOCOMBUSTÍVEIS 17 B) Considere que a fórmula estrutural do triglicerídeo contido no óleo de soja é a mostrada ao lado. Escreva, no espaço indicado na página de respostas, a fórmula estrutural do biodiesel formado. C) Se, na primeira etapa desse procedimento, a solução de KOH em etanol fosse substituída por um excesso de solução de KOH em água, que produtos se formariam? Responda, completando o esquema da página de respostas com as fórmulas estruturais dos dois compostos que se formariam e balanceando a equação química. BIOCOMBUSTÍVEIS 18 04. (UFC) Recentemente, o Governo Federal lançou um programa que incentiva a produção de biodiesel para geração de energia elétrica. Sabendo que o biodiesel pode ser obtido, a partir de óleos vegetais, os quais são compostos por triglicerídeos, assinale a alternativa correta. A) O biodiesel é uma mistura de ésteres etílicos de cadeia longa. B) O triglicerídeo é um alquil éter de cadeia longa derivado do glicerol. C) O etanol atua como um eletrófilo na reação de formação do biodiesel. D) A substituição do EtOH por metanol forma éteres metílicos como o biodiesel. E) A reação de formação do biodiesel é classificada como substituição eletrofílica. 05. (NOVAFAPI) A UFPI dispõe hoje de uma usina piloto destinada à produção de biodiesel a partir de óleos vegetais, em especial do óleo de mamona. A reação de transesterificação de óleo de mamona com metanol, utilizada na produção de biodiesel, leva à formação de: A) triésteres do gliceral. B) ácidos carboxílicos de cadeias longas. C) Hidrocarbonetos lineares de cadeias longas. D) álcoois derivados de ácidos graxos. E) ésteres metílicos de ácidos graxos. 06. (UFPI) O biodiesel é comumente produzido a partir da reação de transesterificação de triglicerídeos com metanol ou etanol, em meio alcalino. Um fator limitante desta reação é a presença de água que leva a uma reação secundária, chamada A) hidratação. B) desidratação. C) esterificação. D) polimerização. E) saponificação. BIOCOMBUSTÍVEIS 19 07. Um combustível derivado de resíduos vegetais está sendo desenvolvido por pesquisadores brasileiros. Menos poluente que o óleo combustível e o diesel, o bio-óleo é produzido a partir de sobras agroindustriais de pequeno tamanho, como bagaço de cana, casca de arroz e café, capim e serragem. Analise as afirmações seguintes. I. Uma das razões que torna o uso desse bio-óleo ecologicamente vantajoso como combustível, em comparação ao óleo diesel, é porque o carbono liberado na sua queima provém do carbono preexistente no ecossistema. II. O processo de produção do bio-óleo envolve a destilação fracionada de combustíveis fósseis. III. A combustão do bio-óleo não libera gases causadores do aquecimento global, como acontece na combustão do óleo diesel. Está correto o contido em: A) I, apenas. B) II, apenas. C) III, apenas. D) I e II, apenas. E) I, II e III. 08. (FUVEST 2016) Na produção de biodiesel, o glicerol é formado como subproduto. O aproveitamento do glicerol vem sendo estudado, visando à obtenção de outras substâncias. O 1,3-propanodiol, empregado na síntese de certos polímeros, é uma dessas substâncias que pode ser obtida a partir do glicerol. O esquema a seguir ilustra o processo de obtenção do 1,3-propanodiol. BIOCOMBUSTÍVEIS 20 A) Na produção do 1,3-propanodiol a partir do glicerol, também pode ocorrer a formação do 1,2-propanodiol. Na imagem abaixo, complete o esquema que representa a formação do 1,2-propanodiol a partir do glicerol. B) O glicerol é líquido à temperatura ambiente, apresentando ponto de ebulição de 290 ºC a 1 atm. O ponto de ebulição do 1,3-propanodiol deve ser maior, menor ou igual ao do glicerol? Justifique. 09. O esquema representa, de maneira simplificada, o processo de produção de etanol utilizando milho como matéria-prima. A etapa de hidrólise na produção de etanol a partir do milho é fundamental para que A) a glicose seja convertida em sacarose. B) as enzimas dessa planta sejam ativadas. C) a maceração favoreçа a solubilização em águа. D) o amido seja transformado em substratos utilizáveis pela levedura. E) os grãos com diferentes composições químicas sejam padronizados. BIOCOMBUSTÍVEIS 21 10. (ENEM) Os biocombustíveis de primeira geração são derivados da soja, milho e cana-de-açúcar e sua produção ocorre através da fermentação. Biocombustíveis derivados de material celulósico ou biocombustíveis de segunda geração — coloquialmente chamados de “gasolina de capim” — são aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira (serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido e se apresentam como uma alternativa para os problemas enfrentados pelos de primeira geração, já que as matérias-primas são baratas e abundantes. DALE, B. E.; HUBER, G. W. Gasolina de capim e outros vegetais. Scientific American Brazil. Ago. 2009, nº 87 (adaptado). O texto mostra um dos pontos de vista a respeito do uso dos biocombustíveis na atualidade, os quais: A) são matrizes energéticas com menor carga de poluição para o ambiente e podem propiciar a geração de novos empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo custo, a tecnologia da degradação da celulose nos biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente eficiente. B) oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de alto custo, sua implantação não gera empregos, e deve-se ter cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecerem os mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis. C) sendo de segunda geração, são produzidos por uma tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo decorrente do fato de a matéria- prima ser abundante e facilmente encontrada, o que impede a geração de novos empregos. D) sendo de primeira e segunda geração, são produzidos por tecnologias que devem passar por uma avaliação criteriosa quanto ao uso, pois uma enfrenta o problema da falta de espaço para plantio da matéria-prima e a outra impede a geração de novas fontes de emprego. E) podem acarretar sérios problemas econômicos e sociais, pois a substituição do uso de petróleo afeta negativamente toda uma cadeia produtiva na medida em que exclui diversas fontes de emprego nas refinarias, postos de gasolina e no transporte de petróleo e gasolina. BIOCOMBUSTÍVEIS 22 11. O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96% em massa. Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800kg de uma mistura etanol/água com concentração 20% em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 100kg de álcool hidratado 96% em massa de etanol. A partir desses dados, é correto concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração deetanol em massa A) de 0%. B) de 8,0%. C) entre 8,4% e 8,6%. D) entre 9,0% e 9,2%. E) entre 13% e 14%. 12. (ENEM) O esquema ilustra o processo de obtenção do álcool etílico a partir da cana-de-açúcar. Em 1996, foram produzidos no Brasil 12 bilhões de litros de álcool. A quantidade de cana-de-açúcar, em toneladas, que teve de ser colhida para esse fim foi aproximadamente: A) 1,7 x 108. B) 1,2 x 109. C) 1,7 x 109. D) 1,2 x 1010. E) 7,0 x 1010. BIOCOMBUSTÍVEIS 23 13. (UNESP 2008) A queima dos combustíveis fósseis (carvão e petróleo), assim como dos combustíveis renováveis (etanol, por exemplo), produz CO2 que é lançado na atmosfera, contribuindo para o efeito estufa e possível aquecimento global. Por qual motivo o uso do etanol é preferível ao da gasolina? A) O etanol é solúvel em água. B) O CO2 produzido na queima dos combustíveis fósseis é mais tóxico do que aquele produzido pela queima do etanol. C) O CO2 produzido na queima da gasolina contém mais isótopos de carbono- 14 do que aquele produzido pela queima do etanol. D) O CO2 produzido na queima do etanol foi absorvido recentemente da atmosfera. E) O carbono do etanol é proveniente das águas subterrâneas. 14. O glicerol é um subproduto do biodiesel, preparado pela transesterificação de óleos vegetais. Recentemente, foi desenvolvido um processo para aproveitar esse subproduto: I. permite gerar metanol, que pode ser reciclado na produção de biodiesel. II. pode gerar gasolina a partir de uma fonte renovável, em substituição ao petróleo, não renovável. III. tem impacto social, pois gera gás de síntese, não tóxico, que alimenta fogões domésticos. É verdadeiro apenas o que se afirma em: A) I. B) II. C) III. D) I e II. E) I e III. BIOCOMBUSTÍVEIS 24 15. O processo X realizado na obtenção dos derivados é: A) filtração. B) trituração. C) destilação. D) combustão. E) ustulação. 16. (UPE-SSA 3 2016) Leia os versos da letra da música transcrita a seguir. MOVIDO À ÁGUA Existe o carro movido à gasolina, existe o carro movido a óleo diesel, Existe o carro movido a álcool, existe o carro movido à eletricidade, Existe o carro movido a gás de cozinha. Eu descubro o carro movido à água, eu quase, eu grito, eureka, eureka, eurico Aí saquei que a água ia ficar uma nota e os açudes iam tudo ceará Os rios não desaguariam mais no mar, nem o mar mais virar sertão. Nem o sertão mais virar mar. Banho? Nem de sol. Chamei o anjo e devolvi a descoberta para o infinito Aleguei ser um invento inviável, só realizável por obra e graça do Santo Espírito. Agora eu tô bolando um carro movido a bagulhos, dejetos, restos, fezes, Detritos, fezes, três vezes estrume, um carro de luxo movido a lixo, Um carro pra sempre movido à bosta de gente. ASSUMPÇÃO, I. Movido à água. Sampa Midnight: isso não vai ficar assim, São Paulo: Independente, 1986. 1 CD, faixa 4. (Adaptado). O combustível imaginado para viabilizar o invento proposto nesses versos é a(o) A) H2O. B) CH3CH2OH. C) CH4. D) CH3(CH2)2CH3. E) mistura de C8H18. BIOCOMBUSTÍVEIS 25 17. No Hbio, o óleo vegetal é misturado diretamente no óleo diesel em uma proporção de até 10%. A mistura é então submetida a um processo de hidrogenação catalítica que remove os oxigênios das cadeias de triglicerídeos (hidrodesoxigenação). Nesse processo, ocorre também a remoção do enxofre presente no óleo diesel. O processo de produção de Hbio é: A) esterificação. B) transesteficação. C) polimerização. D) neutralização. E) hidrodesoxigenação. 18. O biodiesel não é classificado como uma substância pura, mas como uma mistura de ésteres derivados dos ácidos graxos presentes em sua matéria-prima. As propriedades do biodiesel variam com a composição do óleo vegetal ou gordura animal que lhe deu origem, por exemplo, o teor de ésteres saturados é responsável pela maior estabilidade do biodiesel frente à oxidação, o que resulta em aumento da vida útil do biocombustível. O quadro ilustra o teor médio de ácidos graxos de algumas fontes oleaginosas. BIOCOMBUSTÍVEIS 26 Qual das fontes oleaginosas apresentadas produziria um biodiesel de maior resistência à oxidação? A) Milho. B) Palma. C) Canola. D) Algodão. E) Amendoim. 19. O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis que substitui total ou parcialmente o óleo diesel produzido a partir do petróleo. O Dr. Rudolf Diesel, inventor do motor a diesel, teria dito, em 1911, que o motor diesel poderia ser alimentado com óleos vegetais e ajudaria, consideravelmente, o desenvolvimento da agricultura dos países que o adotassem. Baseado no texto e nas informações veiculadas pela mídia, analise as afirmações e marque a opção correta. A) No processo de retirada do enxofre do óleo diesel, ocorre formação de mercaptanas, substância lubrificante, e a reposição dessa característica é feita com a adição de biodiesel. B) Biodiesel contém pequena quantidade de hidrocarbonetos aromáticos cancerígenos. C) O biodiesel traz vantagens econômicas, ambientais e sociais; estas envolvem a geração de empregos em áreas geográficas menos atraentes. D) A mamona (Ricinus communis), usada na produção do biodiesel, apresenta alguns resíduos tóxicos como o óleo de rícino e a torta de mamona, que carecem de estudos mais aprofundados para seu reaproveitamento. E) O biodiesel é uma fonte de energia limpa, porém não renovável. BIOCOMBUSTÍVEIS 27 20. (FUVEST) Do acarajé para a picape, o óleo de fritura em Ilhéus segue uma rota ecologicamente correta. [...] o óleo [...] passa pelo processo de transesterificação, quando triglicérides fazem uma troca com o ÁLCOOL. O resultado é o éster metílico de ácidos graxos, vulgo biodiesel. "O Estado de S. Paulo", 10/08/2002 O álcool, destacado no texto acima, a fórmula do produto biodiesel (em que R é uma cadeia carbônica) e o outro produto da transesterificação, não mencionado no texto, são, respectivamente, A) metanol, ROC2H5 e etanol. B) etanol, RCOOC2H5 e metanol. C) etanol, ROCH3 e metanol. D) metanol, RCOOCH3 e 1,2,3-propanotriol. E) etanol, ROC2H5 e 1,2,3-propanotriol. 21. (ENEM) O potencial brasileiro para gerar energia a partir da biomassa não se limita a uma ampliação do Pró-álcool. O país pode substituir o óleo diesel de petróleo por grande variedade de óleos vegetais e explorar a alta produtividade das florestas tropicais plantadas. Além da produção de celulose, a utilização da biomassa permite a geração de energia elétrica por meio de termelétricas a lenha, carvão vegetal ou gás de madeira, com elevado rendimento e baixo custo. Cerca de 30% do território brasileiro é constituído por terras impróprias para a agricultura, mas aptas à exploração florestal. A utilização de metade dessa área, ou seja, de 120 milhões de hectares, para a formação de florestas energéticas, permitiria produção sustentada do equivalente a cerca de 5 bilhões de barris de petróleo por ano, mais que o dobro do que produz a Arábia Saudita atualmente. José Walter Bautista Vidal. Desafios Internacionais para o século XXI. Seminário da Comissão de Relações Exteriores e de Defesa Nacional da Câmara dos Deputados, ago./2002 (com adaptações). Para o Brasil, as vantagens da produção de energia a partir da biomassa incluem A) implantação de florestas energéticas em todas as regiões brasileiras com igual custo ambiental e econômico. B) substituição integral, por biodiesel, de todos os combustíveis fósseis derivados do petróleo. C) formação de florestas energéticas em terras impróprias para a agricultura. D) importação de biodiesel de países tropicais, em que a produtividade das florestas seja mais alta. E) regeneração das florestas nativas em biomas modificados pelo homem,como o Cerrado e a Mata Atlântica. BIOCOMBUSTÍVEIS 28 22. O biodiesel pode ser produzido através de reações denominadas de transesterificação, genericamente representadas como Éster I + Álcool I → Éster II + Álcool II Na situação apresentada a seguir, os triacilgliceróis de ácidos graxos de origem vegetal reagem com um álcool I na presença de um catalisador, produzindo um álcool II e os respectivos ésteres de ácido graxo, que constituem o biodiesel. (Onde R = grupo orgânico alifático de cadeia normal, longa, saturada ou insaturada.) Os álcoois I e II envolvidos nessa reação são, respectivamente, o A) glicerol e o metanol. B) glicerol e o etanol. C) metanol e o glicerol. D) etanol e o glicerol. E) metanol e o etanol. 23. (UNESP) O metano (CH4), também conhecido por gás dos pântanos, é produzido pela decomposição de compostos orgânicos, na ausência de oxigênio, por determinadas bactérias e consumido na própria atmosfera. Quando 5 mols de metano reagem com 3 mols de oxigênio, o número de mols de gás carbônico (CO2) liberados será igual a CH4(g) + 2 O2(g) → CO2(g) + 2 H2O(vapor) A) 1,0. B) 1,5. C) 3,0. D) 3,5. E) 5,0. BIOCOMBUSTÍVEIS 29 24. (ENEM) O biodiesel é um biocombustível que pode ser obtido a partir do processo químico em que óleos ou gorduras são transformados em ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos. Suas principais vantagens de uso relacionam-se principalmente ao fato de serem oriundos de fontes renováveis e produzirem muito menos poluição do que os derivados de combustíveis fósseis. A figura seguinte mostra, de forma esquemática, o processo de produção de biodiesel a partir do óleo de soja. De acordo com o descrito, a etapa que representa efetivamente a formação das moléculas orgânicas combustíveis que compõem o biodiesel está representada na figura pelo número A) 1. B) 2. C) 3. D) 4. E) 5. BIOCOMBUSTÍVEIS 30 25. (FUVEST 2011) Os componentes principais dos óleos vegetais são os triglicerídeos, que possuem a seguinte fórmula genérica: Nessa fórmula, os grupos R, R' e R" representam longas cadeias de carbono, com ou sem ligações duplas. A partir dos óleos vegetais, pode-se preparar sabão ou biodiesel, por hidrólise alcalina ou transesterificação, respectivamente. Para preparar sabão, tratam- se os triglicerídeos com hidróxido de sódio aquoso e, para preparar biodiesel, com metanol ou etanol. A) Escreva a equação química que representa a transformação de triglicerídeos em sabão. B) Escreva uma equação química que representa a transformação de triglicerídeos em biodiesel. BIOCOMBUSTÍVEIS 31 26. (CPS) Segundo a "Folha de São Paulo" de 23 de Janeiro de 2004, a implantação de uma usina em aterro de lixo, instalada na Zona Norte de São Paulo vai gerar energia para 200 mil pessoas. Segundo a notícia, o maior benefício será deixar de lançar na atmosfera o metano, que é um dos gases formados pela decomposição do lixo e o segundo maior responsável pela intensificação do efeito estuda. O efeito estuda é o aquecimento natural, importante para a vida, que - em excesso - pode causar mudanças climáticas e ter como consequências a alteração do nível do mar e o derretimento das calotas polares. A partir da notícia, leia as considerações a seguir, identificando a sua validade. I. O gás combustível metano, produzido pela decomposição do lixo, vai gerar energia para uma pequena parcela da população de São Paulo. II. O gás metano não é o único gás a ser produzido pela usina no aterro de lixo que será instalada. III. A usina no aterro de lixo contribuirá para a redução do efeito estuda, cujo principal responsável é o gás carbônico. IV. O efeito estuda, processo natural desejável para a manutenção da vida na Terra, vem aumentando devido, por exemplo, à queima de combustíveis fósseis e o desmatamento das florestas. A alternativa que contém todas as considerações válidas é: A) apenas I e II. B) apenas I e III. C) apenas I e IV. D) apenas I, II e III. E) I, II, III e IV. 27. Metanol é um excelente combustível que pode ser preparado pela reação entre monóxido de carbono e hidrogênio, conforme a equação química CO(g) + 2H2(g) → CH3OH(l) Supondo rendimento de 100 % para a reação, quando se adicionam 336 g de monóxido de carbono a 60 g de hidrogênio, devemos afirmar que o reagente em excesso e a massa máxima, em gramas, de metanol formada são, respectivamente, Dados (massas molares g/mol): CO = 28; H2 = 2; CH3OH = 32. A) CO, 384. B) CO, 396. C) CO, 480. D) H2, 384. E) H2, 480. BIOCOMBUSTÍVEIS 32 28. O aproveitamento de resíduos florestais vem se tornando cada dia mais atrativo, pois eles são uma fonte renovável de energia. A figura representa a queima de um bio-óleo extraído do resíduo de madeira, sendo ΔH1 a variação de entalpia devido à queima de 1g desse bio-óleo, resultando em gás carbônico e água líquida, e ΔH2 a variação de entalpia envolvida na conversão de 1g de água no estado gasoso para o estado líquido. A variação de entalpia, em kJ, para a queima de 5 g desse bio-óleo resultando em CO2 (gasoso) e H2O (gasoso) é A) -106. B) -94,0. C) -82,0. D) -21,2. E) -16,4. 29. Atualmente, a produção de energia elétrica a partir da matéria orgânica é bastante defendida como uma alternativa importante para muito países. Por meio dessa técnica, a biomassa é exposta a altíssimas temperaturas sem a presença de oxigênio, visando acelerar a sua decomposição. O que sobra da decomposição é uma mistura de gases (CH4, CO e CO2 – respectivamente metano, monóxido de carbono e dióxido de carbono), líquidos (óleos vegetais) e sólidos (basicamente carvão vegetal). O processo citado é: A) combustão. B) cocombustão. C) pirólise. D) gaseificação. E) eletrólise. BIOCOMBUSTÍVEIS 33 30. (PUC-RS) Responda à esta questão relacionando a coluna A, que apresenta exemplos de reações ocorridas no cotidiano, com a coluna B, que apresenta equações. Coluna A ( ) Queima de um dos componentes do gás de cozinha. ( ) Reação de obtenção de combustível automotivo usado no Brasil. ( ) Identificação de álcool pelo bafômetro. ( ) Queima de glicose pelo organismo. ( ) Reação de obtenção do composto usado como essência de fruta. Coluna B 1) C6H12On + 6 O2 → 6 CO2 + 6 H2O 2) CH3(CH2)2COOH + C2H5OH → → CH3(CH2)2COOC2H5 + H2O 3) 3 C2H5OH + 2 K2Cr2O7 + 8 H2SO4 → → 3 C2H4O2 + 2 K2SO4 + 2 Cr2(SO4)3 + 11 H2O 4) CO2 + H2O → H2CO3 5) C4H10 + 13 2 O2 → 4 CO2 + 5 H2O 6) CH3CH2OH + O2 → CH3COOH + H2O 7) C6H12O6 zimase⎯⎯⎯⎯→ 2 C2H5OH + 2 CO2 A sequência numérica correta na coluna A, de cima para baixo, é A) 1 – 2 – 4 – 7 – 6 B) 1 – 2 – 6 – 7 – 3 C) 3 – 7 – 4 – 5 – 2 D) 5 – 1 – 3 – 7 – 6 E) 5 – 7 – 3 – 1 – 2 BIOCOMBUSTÍVEIS 34 GABARITO 01 A 11 D 21 C 02 E 12 A 22 D 03 — 13 D 23 B 04 A 14 D 24 A 05 E 15 C 25 — 06 E 16 C 26 E 07 A 17 E 27 D 08 — 18 B 28 C 09 D 19 C 29 C 10 A 20 D 30 E br.pinterest.com Os Flinstones na Idade da Pedra “Verdadeiro Biocombustível?” BIOCOMBUSTÍVEIS 35 QUESTÃO 3 A) Dados: Solubilidade do KOH em etanol a 25 ºC = 40 em 100 mL. Adicionou-se 1,5 g de KOH a 35 mL de etanol, agitando-se continuamente a mistura. 100 mL (etanol) ---------------- 40 g (KOH) 35 mL (etanol) ---------------- mKOH mKOH = 14 g (valor máximo que pode ser dissolvido) Foi colocado 1,5 g. Conclusão: toda a quantidade de KOH empregada no procedimento descrito se dissolveu. B) Tem-se a seguinte reação de transesterificação: C) Utilizando-se excesso de solução de KOH em água, vem: QUESTÃO 8 BIOCOMBUSTÍVEIS 36 QUESTÃO 8 A) O esquema fornecido no enunciado ilustra o processo de obtençãodo 1,3- propanodiol. A partir da análise do esquema dado, para o 1,2-propanodiol, teremos: Completando a figura, vem: B) O glicerol apresenta uma hidroxila a mais do que o 1,3-propanodiol, consequentemente faz mais ligações de hidrogênio (pontes de hidrogênio) e isto intensifica as forças intermoleculares. Com a intensificação das forças intermoleculares a temperatura de ebulição será maior. Conclusão: o ponto de ebulição do 1,3-propanodiol deve ser menor do que o do glicerol. BIOCOMBUSTÍVEIS 37 QUESTÃO 25 A) Escreva a equação química que representa a transformação de triglicerídeos em sabão pode ser dada por: B) Uma equação química que representa a transformação de triglicerídeos em biodiesel pode ser dada por:
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