Em países de clima desfavorável ao cultivo de cana-de-açúcar, o etanol é sintetizado através da reação de eteno com vapor de água, a alta temperatura e alta pressão. No Brasil, por outro lado, estima-se que 2,1 bilhões de litros de etanol poderiam ser produzidos anualmente a partir da cana-de-açúcar.
a) Determine quantas toneladas de eteno seriam necessárias para sintetizar igual volume de etanol,
Supondo 100 % de eficiência.
(Dados: massas molares, em g / mol : eteno =28, etanol =46; densidade do etanol =800 g / L )
& C2 H4+H2 O H3 C-CH2 OH & Eteno etanol

Passo 1

Beleza, a gente precisa descobrir quantas toneladas de eteno são necessárias para produzir 2,1 bilhões de litros de etanol, assumindo que tudo funciona perfeitamente (100% de eficiência). Vamos usar conceitos de estequiometria, como massas molares e densidade, pra resolver isso.

Passo 2

Primeiro, vamos converter os 2,1 bilhões de litros de etanol para gramas usando a densidade. A fórmula é:
Massa = Volume times Densidade
Então,
Massa de etanol = 2,1 times 10^9 , L times 800 , g/L = 1,68 times 10^12 , g

Passo 3

Agora, vamos converter essa massa de etanol para mols. Para isso, usamos a massa molar do etanol, que é 46 g/mol. A fórmula é:
Número de mols = MassaMassa molar ú
Então,
Mols de etanol = 1,68 times 10^12 , g46 , g/mol approx 3,652 times 10^10 , mols

Passo 4

Pela equação química balanceada:
C2H4 + H2O CH3CH2OH
A relação entre eteno e etanol é de 1:1. Ou seja, precisamos de 1 mol de eteno para cada mol de etanol produzido. Portanto, também precisamos de aproximadamente 3,652 times 10^10 mols de eteno.

Passo 5

Vamos converter os mols de eteno para gramas usando a massa molar do eteno, que é 28 g/mol:
Massa de eteno = Mols times Massa molar = 3,652 times 10^10 , mols times 28 , g/mol = 1,02256 times 10^12 , g

Passo 6

Finalmente, vamos converter a massa de eteno de gramas para toneladas. Sabemos que 1 tonelada = 1.000.000 g, então:
Massa de eteno = 1,02256 times 10^12 , g1,000,000 , g/tonelada = 1,02256 times 10^6 , toneladas

Resposta

São necessárias aproximadamente 1,02256 times 10^6 toneladas de eteno para produzir 2,1 bilhões de litros de etanol.

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