Durante exercícios físicos, as gorduras reagem com a água para gerar os ácidos graxos. Estes então reagem com oxigênio
gasoso para gerar água líquida e dióxido de carbono gasoso, esta reação libera energia para o organismo. Um ácido graxo típico é o ácido láurico,
, que tem o mesmo número de átomos de carbono do carboidrato sacarose,
. Dados: Massas molares (
):
.
a) Considerando que a sacarose reaja com o oxigênio de maneira similar ao ácido láurico, escreva equações químicas para a oxidação da sacarose e do ácido láurico.
b) Determine a massa de sacarose necessária para produzir a mesma energia gerada na oxidação de
de ácido láurico. Para isso, considere os dados apresentados no quadro abaixo.
a) Considerando que a sacarose reaja com o oxigênio de maneira similar ao ácido láurico, escreva equações químicas para a oxidação da sacarose e do ácido láurico.
b) Determine a massa de sacarose necessária para produzir a mesma energia gerada na oxidação de
Composto |
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Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem duas partes nesse exercício sobre como as gorduras e carboidratos reagem no nosso corpo durante exercícios físicos. A primeira parte (a) pede para escrever as equações químicas da oxidação da sacarose e do ácido láurico, que basicamente é uma queima controlada dessas substâncias com oxigênio. Para isso, vamos precisar entender como balancear reações químicas de combustão.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação de combustão do ácido láurico, que tem a fórmula química
. A combustão completa de um ácido graxo como esse reage com oxigênio (
) para formar dióxido de carbono (
) e água (
). A equação geral fica:
Agora, precisamos balancear essa equação. Primeiro, contamos os átomos de cada elemento:
- Carbono ©: 12
- Hidrogênio (H): 24
- Oxigênio (O): 2 (do ácido láurico) + na água e no dióxido de carbono.
Balanceando, ficaria:
Passo 3
Agora, fazemos o mesmo para a sacarose, que tem a fórmula
. A combustão completa dela com oxigênio também produz
e
. A equação geral é:
Vamos balancear essa equação. Contando os átomos:
- Carbono ©: 12
- Hidrogênio (H): 22
- Oxigênio (O): 11 (da sacarose) + na água e no dióxido de carbono.
Balanceando, fica:
Passo 4
Agora que já temos as equações balanceadas, passamos para a segunda parte do exercício (b). Queremos saber qual a massa de sacarose necessária para produzir a mesma energia que a oxidação de
de ácido láurico gera. Para isso, vamos usar as entalpias de formação fornecidas.
Primeiro, calculamos a quantidade de energia liberada na combustão do ácido láurico.
Passo 5
Calculando a energia liberada na combustão do ácido láurico. A entalpia de formação (
) da combustão é dada pela soma das entalpias dos produtos menos as dos reagentes.
Para o ácido láurico:
Sabemos que a entalpia de formação do
é zero. Substituindo os valores:
Passo 6
Agora, vamos calcular quantos mols de ácido láurico correspondem a
. Primeiro, encontramos a massa molar do ácido láurico:
Então, os mols de ácido láurico são:
Passo 7
Com os mols e a entalpia da reação, calculamos a energia liberada:
A energia negativa indica que é liberada.
Passo 8
Agora, queremos saber quantos mols de sacarose são necessários para liberar a mesma energia. Primeiro, calculamos a entalpia de combustão da sacarose.
Usando a equação balanceada:
Calculando
:
Passo 9
Queremos que a energia liberada pela combustão da sacarose seja igual a
. Então:
Passo 10
Por último, convertemos os mols de sacarose para massa. Calculamos a massa molar da sacarose:
Então, a massa necessária é:
Resposta
A massa de sacarose necessária para produzir a mesma energia gerada na oxidação de
de ácido láurico é aproximadamente
.