Em laboratório, a absorção química de CO2 por monoetanolamina (MEA, C2H7NO, M=61,08 g·mol?¹) segue: 2 RNH2 +…

Questão

Em laboratório, a absorção química de CO2 por monoetanolamina (MEA, C2H7NO, M=61,08 g·mol?¹) segue: 2 RNH2 + CO2 ? RNHCOO? + RNH3?. Para capturar 100 g CO2 (M=44 g·mol?¹), analise se 500 mL de solução 1,5 M de MEA é suficiente e calcule o calor aproximado liberado, dado ?H˜-85 kJ·mol?¹ por mol CO2 absorvido.

1. A) Sim; reação consome calor (endotérmica), portanto não há liberação de energia.
2. B) Não; precisa apenas 1,136 mol MEA porque cada mol captura 2 mol CO2.
3. C) Impossível determinar sem pH e Ka da solução de MEA.
4. D) Não; precisa ˜4,545 mol MEA (~278 g). Calor ˜-193 kJ.
5. E) Sim, 0,75 mol MEA em 500 mL é suficiente; libera ˜-193 kJ.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Calcule os mols de CO2: 100 g / 44 g·mol^-1 ≈ 2,27 mol de CO2.
2. Pela equação, cada 1 mol de CO2 reage com 2 mol de MEA. Logo são necessários 2 × 2,27 ≈ 4,545 mol de MEA, o que corresponde a 4,545 × 61,08 ≈ 278 g.
3. A solução disponível contém 0,5 L × 1,5 mol·L^-1 = 0,75 mol de MEA. Como 0,75 mol é muito menor que 4,545 mol, a quantidade NÃO é suficiente para capturar 100 g de CO2.
4. O calor liberado pela captura completa dos 100 g é 2,27 × 85 ≈ 193 kJ. Como a variação de entalpia é negativa, a reação é exotérmica, ou seja, libera energia.
5. Observação sobre a leitura do enunciado: com apenas 0,75 mol de MEA, o CO2 realmente capturado seria 0,375 mol (cerca de 16,5 g), liberando aproximadamente 32 kJ. O valor de 193 kJ refere-se à captura integral dos 100 g. Por isso, a alternativa D é a mais coerente com o enunciado, pois conclui corretamente que a quantidade é insuficiente e calcula corretamente a massa de MEA e o calor associados à captura de 100 g.
6. Por que as outras estão erradas: A) a reação é exotérmica, pois ΔH negativo indica liberação de calor, e não consumo; B) a proporção está invertida, pois são necessários 2 mol de MEA por mol de CO2, e não 1 mol de MEA por 2 mol de CO2; C) a estequiometria fornecida basta para o cálculo, e pH e Ka não são necessários; E) 0,75 mol é menor que os 4,545 mol necessários, portanto a quantidade não é suficiente.

💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de CO2 e MEA antes de verificar a reação.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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