Uma caldeira industrial necessita de 1,00×10^5 kJ. Qual a massa de etanol C2H5OH necessária, sabendo…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar e representar, com ou sem o uso de dispositivos e de aplicativos digitais específicos, as transformações e conservações em sistemas que envolvam quantidade de matéria, de energia e de movimento para realizar previsões sobre seus comportamentos em situações cotidianas e em processos produtivos que priorizem o desenvolvimento sustentável, o uso consciente dos recursos naturais e a preservação da vida em todas as suas formas.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Uma caldeira industrial necessita de 1,00×10^5 kJ. Qual a massa de etanol C2H5OH necessária, sabendo ?Hc°(C2H5OH, l) = -1367 kJ·mol?¹ e M = 46,07 g·mol?¹? Reação: C2H5OH + 3O2 ? 2CO2 + 3H2O.
- A) 73,14 g de etanol (usou mol como massa).
- B) ˜3,37 kg de C2H5OH (73,1 mol), usando ?Hc° = -1367 kJ·mol?¹ e M = 46,07 g·mol?¹.
- C) 6,74 kg de etanol (dobrou o resultado).
- D) 3,37 g de etanol (esqueceu o fator 1000).
- E) 1,37×10^2 kg de etanol.
✅ Resposta correta: alternativa B
Resolução passo a passo
- Identificar os dados. Energia necessária: Q = 1,00 x 10^5 kJ. Calor de combustão do etanol líquido: ΔHc° = -1367 kJ/mol; o sinal negativo indica liberação de calor, e no cálculo usamos o valor 1367 kJ/mol. Massa molar: M = 46,07 g/mol. Os símbolos corrompidos do enunciado foram interpretados como ΔHc° e kJ/mol.
- Calcular a quantidade de matéria. Como o calor de combustão é dado por mol de etanol, n = Q / |ΔHc°| = 1,00 x 10^5 kJ / 1367 kJ/mol ≈ 73,15 mol.
- Converter mols em massa. m = n x M = 73,15 mol x 46,07 g/mol ≈ 3370 g, ou seja, aproximadamente 3,37 kg de etanol.
- Conferir a equação. C2H5OH + 3O2 → 2CO2 + 3H2O está balanceada (2 C, 6 H e 7 O em cada lado). O coeficiente 1 do etanol confirma que o calor de 1367 kJ corresponde a 1 mol de etanol, portanto o balanceamento não altera o resultado.
- Por que as demais alternativas estão erradas. A: trata 73,14 mol como se fossem gramas, esquecendo a multiplicação pela massa molar. C: o valor dobrado não tem justificativa na relação estequiométrica. D: a conversão de grama para quilograma foi feita de forma errada, pois 3,37 g é mil vezes menor que 3,37 kg. E: o valor de 1,37 x 10^2 kg não decorre de nenhuma divisão correta da energia pelo calor de combustão.
- Conclusão. A massa necessária é cerca de 3,37 kg de etanol, o que corresponde à alternativa B, de acordo com o gabarito oficial.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de etanol necessária e converta para massa.
Alternativa por alternativa
Calculou corretamente os mols (cerca de 73 mol) mas os tratou como gramas, esquecendo de multiplicar pela massa molar de 46,07 g/mol.
Por que engana: Confundir a conversão de kJ para g, utilizando a quantidade de calor sem considerar a relação entre mols e massa.
Moles = 1,00×10^5 kJ / 1367 kJ·mol?¹ = 73,14 mol; massa = 73,14·46,07 g·mol?¹ = 3370 g ˜ 3,37 kg. Equação balanceada usada com ?H por mol.
Obteve o valor correto e depois multiplicou o resultado por 2 sem motivo, talvez confundindo a estequiometria da reação com um fator de dobro.
Fez o cálculo em grama e não converteu para quilograma, perdendo o fator 1000 na unidade final.
Provavelmente errou a ordem de grandeza na divisão ou na conversão de mols para massa, chegando a um valor cerca de 40 vezes maior que o correto.
Raio-X da questão
calor de combustão do etanol
avaliacao
cálculo de calor de combustão · molaridade e massa molar
Revisar cálculos de estequiometria e calor de reação.
Confundir a conversão de kJ para g, utilizando a quantidade de calor sem considerar a relação entre mols e massa.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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