O metano (CH4) é um gás produzido durante o processo natural...
O metano (CH4) é um gás produzido durante o processo natural de digestão dos alimentos pelos rebanhos bovinos. A relevância desse gás, considerado fundamental na estratégia de mitigação do aquecimento global, se reflete no fato de o Brasil ter aderido ao Pacto Mundial do Metano na COP26, realizada na Escócia em 2021, se comprometendo a reduzir sua emissão.
Na combustão completa do metano, ele reage com oxigênio (O2) e produz gás carbônico (CO2) e água (H2O).
Disponível em: <https://www.embrapa.br/busca-de-noticias/-/noticia/73172252/nova-metodologia-mede-emissao-de-metano-em-reprodutores-bovinos#:~:text=equipamento%20no%20dorso),
Emiss%C3%A3o%20de%20metano%20%C3%A9%20decorrente%20do%20processo%20de%20digest%C3%A3o%20dos,digest%C3%A3o%20dos%20alimentos%20pelos%20animais>. (Com adaptações) Acesso em: 17 abr. 2024.
Dados:
Substância ΔHf0 (KJmol-1)
CH4(g) -74,8
CO2(g) -393,5
H2O(l) -285,8
Assinale a alternativa que apresenta o calor liberado pela combustão completa de oito gramas de gás metano.
Considere que a reação ocorre em condições padrão.
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Alternativa correta: A - -445,15 KJ.
Tema central da questão: A questão trata da combustão completa do metano (CH4), um processo onde ele reage com o oxigênio para formar dióxido de carbono (CO2) e água (H2O), liberando energia. Esse tema é relevante devido ao impacto ambiental causado pelas emissões de metano, um potente gás de efeito estufa.
Resumo teórico: Para calcular o calor liberado na combustão, usamos a entalpia de formação. A reação de combustão do metano é:
CH4(g) + 2O2(g) → CO2(g) + 2H2O(l)
A variação de entalpia (ΔHcomb) é calculada pela diferença entre a soma das entalpias de formação dos produtos e dos reagentes:
ΔHcomb = [ΔHfº(CO2) + 2ΔHfº(H2O)] - [ΔHfº(CH4) + 2ΔHfº(O2)]
Considerando que a entalpia de formação do O2 é zero, substituímos os valores dados:
ΔHcomb = [-393,5 + 2(-285,8)] - [-74,8]
ΔHcomb = [-393,5 - 571,6 + 74,8] = -890,3 KJ/mol
Esse valor corresponde à energia liberada pela combustão de 1 mol de metano (16 g). Como a questão pede o calor liberado por 8 g de metano, que é 0,5 mol, a energia será:
-890,3 KJ/mol × 0,5 mol = -445,15 KJ
Justificativa da alternativa correta: A alternativa A é a correta porque, ao efetuarmos o cálculo acima, determinamos que a combustão de 8 g de metano libera -445,15 KJ de energia.
Análise das alternativas incorretas:
B - -604,20 KJ: Esta alternativa considera um valor de energia inadequado para a quantidade de metano dada.
C - -890,30 KJ: Esse valor representa a energia liberada pela combustão de 16 g (1 mol) de metano, não 8 g.
D - -302,10 KJ: Esta opção não corresponde a nenhuma possível interpretação de cálculo a partir dos dados fornecidos.
Estratégias para interpretação: Ao resolver questões de calor de combustão, é fundamental entender e aplicar corretamente os conceitos de entalpia de formação e estequiometria. Além disso, é importante verificar cuidadosamente as unidades de medida e a quantidade de substância envolvida para evitar erros.
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