A combustão completa de combustíveis fósseis produz água e dióxido de carbono (CO2, massa molar 44 g mol-1). A União Europeia estabeleceu, desde 2012, limite de emissão veicular de 130 g de CO2 por quilômetro rodado (valor aplicável a uma média de veículos de um mesmo fabricante), tendo como penalidade multa, caso o fabricante ultrapasse a meta. A gasolina é uma mistura de hidrocarbonetos com cerca de oito carbonos em sua composição, incluindo isômeros do octano (C8H18). Considere que em uma cidade o consumo médio diário dos carros de um fabricante seja de 10 km/L de gasolina, formada apenas por octano (massa molar 114 g mol-1) e que sua densidade seja 0.70 kg/L. A diferença de emissão de CO2 dos carros desse fabricante em relação ao limite estabelecido na União Europeia é
a) 80% menor.
b) 60% menor.
c) 46% menor.
d) 108% maior.
e) 66% maior.
a) 80% menor.
b) 60% menor.
c) 46% menor.
d) 108% maior.
e) 66% maior.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O problema fala sobre a emissão de dióxido de carbono (CO₂) dos carros de um fabricante em relação ao limite estabelecido pela União Europeia, que é de 130 gramas de CO₂ por quilômetro rodado. A gente vai precisar usar conceitos de química, como combustão completa de hidrocarbonetos, além de cálculos de massa e volume. Vamos precisar saber a massa molar do octano (C₈H₁₈), a densidade da gasolina, e a eficiência de consumo dos carros.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir quanto octano é consumido por litro de gasolina. Sabemos que a densidade da gasolina é de 0,70 kg/L. Isso significa que cada litro de gasolina pesa 700 gramas (porque 0,70 kg = 700 g).
Passo 3
Agora, vamos calcular quantos mols de octano existem em 700 gramas. A massa molar do octano (C₈H₁₈) é de 114 g/mol. Usamos a fórmula:
Passo 4
Na combustão completa do octano, a reação química é:
Isso significa que para cada 2 mols de octano queimados, são produzidos 16 mols de CO₂. Portanto, a quantidade de CO₂ produzida por mol de octano queimado é:
Passo 5
Agora, vamos calcular quantos mols de CO₂ são produzidos a partir dos 6,14 mols de octano:
Passo 6
Sabemos que a massa molar do CO₂ é de 44 g/mol. Então, a massa de CO₂ produzida por litro de gasolina é:
Passo 7
Agora, vamos ver quanto CO₂ é emitido por quilômetro rodado. Como o carro faz 10 km por litro, a emissão por km é:
Passo 8
Comparando com o limite da União Europeia de 130 g de CO₂ por km, vamos calcular a diferença percentual:
Resposta
A emissão de CO₂ dos carros desse fabricante é aproximadamente 66% maior que o limite estabelecido pela União Europeia.