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 CO2 (massa molar igual a 44 g mol−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 mol−1), emitem uma média de 2,6 mol de CO2 por quilômetro rodado, e os elétricos emitem o equivalente a 0,45 mol de CO2 por quilômetro rodado (considerando as emissões na geração e transmissão da eletricidade). A reação de combustão do etanol pode ser representada pela equação química:
C2H5OH (l) + 3 O2 (g) → 2 CO2 (g) + 3 H2O (g)
Foram analisadas as emissões de CO2 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.
Guaratinguetá: Unesp, 2015 (adaptado).
A quantidade equivalente de etanol economizada, em quilograma, com o uso do veículo elétrico nesse trajeto, é mais próxima de
Esta questão avalia estequiometria aplicada a um contexto ambiental. O objetivo é calcular a quantidade de etanol que deixa de ser consumida — e portanto de \\text{CO}_2\ que deixa de ser emitida — quando se usa o veículo elétrico no lugar do veículo a etanol em um trajeto de 1 000 km.
Passo 1 — Diferença de emissões de \\text{CO}_2\:
O veículo a etanol emite 2,6 mol de \\text{CO}_2\ por km, e o elétrico emite 0,45 mol de \\text{CO}_2\ por km. A diferença em 1 000 km é:
\
(2{,}6 - 0{,}45) \\times 1000 = 2{,}15 \\times 1000 = 2150 \\text{ mol de } \\text{CO}_2\
Passo 2 — Relação estequiométrica entre etanol e \\text{CO}_2\:
Pela equação balanceada:
\
\\text{C}_2\\text{H}_5\\text{OH}_{(l)} + 3\\,\\text{O}_{2(g)} \\rightarrow 2\\,\\text{CO}_{2(g)} + 3\\,\\text{H}_2\\text{O}_{(g)}\
1 mol de etanol produz 2 mol de \\text{CO}_2\. Portanto, a quantidade de etanol equivalente a 2 150 mol de \\text{CO}_2\ é:
\
n_{\\text{etanol}} = \\frac{2150}{2} = 1075 \\text{ mol}\
Passo 3 — Conversão para massa:
Com a massa molar do etanol igual a 46 g/mol:
\
m = 1075 \\times 46 = 49\\,450 \\text{ g} \\approx 49{,}5 \\text{ kg}\
O valor mais próximo entre as alternativas é 50 kg, o que confirma a resposta correta.
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