Questão 99 Enem 2020 - dia 2 - Ciências da natureza e suas tecnologias

Questão 99

Estequiometria

O crescimento da frota de veículos em circulação no mundo tem levado à busca e desenvolvimento de tecnologias que permitam minimizar emissões de poluentes atmosféricos. O uso de veículos elétricos é uma das propostas mais propagandeadas por serem de emissão zero. Podemos comparar a emissão de carbono na forma de $C O_{2}$ , (massa molar igual a $44 g m o l^{- 1}$ ) para os dois tipos de carros (a combustão e elétrico). Considere que os veículos tradicionais a combustão, movidos a etanol (massa molar igual a $46 g m o l^{- 1}$ ), emitem uma média de 2,6 mol de $C O_{2}$ , por quilômetro rodado, e os elétricos emitem o equivalente a 0,45 mol de $C O_{2}$ , por quilômetro rodado (considerando as emissões na geração e transmissão da eletricidade). A reação de combustão do etanol pode ser representada pela equação química:

$C_{2} H_{5} O H (l) + 3 O_{2} (g) \to 2 C O_{2} (g) + 3 H_{2} O (g)$

Foram analisadas as emissões de $C O_{2}$ , envolvidas em dois veículos, um movido a etanol e outro elétrico, em um mesmo trajeto de 1 000 km.

CHIARADIA, C.A. Estudo da viabilidade da implantação de frotas de veículos elétricos e híbridos elétricos no atual cenário econômico, político, energético e ambiental brasileiro. Guaratingueta: Unesp. 2015 (adaptado).

A quantidade equivalente de etanol economizada, em quilograma, com o uso do veículo elétrico nesse trajeto, é mais próxima de

a)	50.
b)	60.
c)	95.
d)	99.
e)	120.

Resolução

Cálculo da redução (R) de emissão de dióxido de carbono ( $C O_{2}$ ) do veículo tradicional (etanol) para o elétrico:

$R = (2, 6 - 0, 45) m o l / k m \to R = 2, 15 m o l / k m$

Cálculo da quantidade de matéria (n) de dióxido de carbono ( $C O_{2}$ ) no trajeto de 1000 km:

$2, 15 m o l d e C O_{2} - - - - 1, 0 k m n - - - - 1000, 0 k m n = 2150 m o l d e C O_{2}$

Massa molar (M) do etanol ( $C_{2} H_{5} O H$ ) = $46 g / m o l$ (indicada no enunciado)

Cálculo da massa (m) de etanol economizada na liberação de $2150 m o l$ de CO₂:

$C_{2} H_{5} O H (l) + 3 O_{2} (g) \to 2 C O_{2} (g) + 3 H_{2} O (g)$ $1 m o l C_{2} H_{5} O H - - - - 2 m o l s C O_{2} 46 g - - - - 2 m o l s C O_{2} m - - - - 2150 m o l s m = 49.450 g o u 49, 45 k g \approx 50 k g$