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34ª Lista de Exercícios – Pág. 1/15 quifacil.com.br

EXERCÍCIOS DE FIXAÇÃO – FONTES ALTERNATIVAS DE ENERGIA 01 - (UECE/2011)

No Brasil utilizam-se os seguintes combustíveis para movimentar os carros: gasolina, etanol, diesel e biodiesel. Destes, o que normalmente é obtido da cana-de-açucar é o(a) a) diesel. b) etanol. c) gasolina. d) biodiesel. 02 - (UESC BA/2008)

Os impactos ambientais decorrentes da utilização de combustíveis têm gerado uma série de discussões relacionadas à fonte desses combustíveis, dentre as quais é correto destacar: 01. A utilização de biodiesel é uma fonte de energia “limpa”, em razão de não liberar CO2(g) durante a combustão completa. 02. A vantagem da utilização de etanol, em relação aos derivados de petróleo, é que esse combustível é proveniente de biomassa, fonte renovável de energia.

03. A geração de energia elétrica, nas usinas termelétricas, utiliza combustíveis fosséis como fonte de energia renovável. 04. As conseqüências da produção de energia hidrelétrica, ao ser gerada, libera grandes quantidades de dióxido de enxofre e de nitrogênio para a atmosfera. 05. O petróleo 03 - (FUVEST SP/2013)

O craqueamento catalítico é um processo utilizado na indústria petroquímica para converter algumas frações do petróleo que são mais pesadas (isto é, constituídas por compostos de massa molar elevada) em frações mais leves, como a gasolina e o GLP, por exemplo. Nesse processo, algumas ligações químicas nas moléculas de grande massa molecular são rompidas, sendo geradas moléculas menores. A respeito desse processo, foram feitas as seguintes afirmações:


I. O craqueamento é importante economicamente, pois converte frações mais pesadas de petróleo em compostos de grande demanda. II. O craqueamento libera grande quantidade de energia, proveniente da ruptura de ligações químicas nas moléculas de grande massa molecular. III. A presença de catalisador permite que as transformações químicas envolvidas no craqueamento ocorram mais rapidamente. Está correto o que se afirma em a) I, apenas. b) II, apenas. c) I e III, apenas. d) II e III, apenas. e) I, II e III. 04 - (UEFS BA/2012)

Uma empresa petrolífera brasileira, em Candeias-BA, tem grande importância para a agricultura familiar baiana, em razão da contratação de mais de 25 mil famílias como fornecedoras de insumo, para a produção de 217 milhões de litros, ao ano,

de biodiesel, derivado de óleos de soja e de algodão. A partir dessas informações e com base nos conhecimentos da indústria química e do petróleo, é correto afirmar: a) O biodiesel derivado de óleos de soja e de algodão possui composição química igual ao do obtido a partir dos óleos de mamona e de babaçu. b) A produção de biodiesel é promissora do ponto de vista ambiental, porque substitui o diesel de petróleo, por um recurso natural renovável. c) O interesse da indústria petrolífera pela produção de biodiesel se deve à presença de grande teor de hidrocarbonetos no biocombustível derivado de óleos de soja e de algodão. d) O processo de obtenção de biodiesel envolve uma transeterificação entre um éter e um álcool para produzir outro éter e outro álcool de massas molares menores. e) As novas tecnologias de produção são bastante auspiciosas porque disponibilizam, no mercado internacional, biodiesel de baixos teores de compostos de enxofre, cada vez menos poluentes.


TEXTO: 1 - Comum à questão: 05 O crescimento das economias e a melhoria na qualidade de vida das populações induzem a um maior consumo de combustíveis. Além do problema de esgotamento das reservas, outros surgem, como a poluição ambiental, a logística e o custo de transporte de combustíveis a grandes distâncias. Tudo isto tem estimulado a busca de combustíveis alternativos, preferencialmente de fontes renováveis disponíveis atualmente. Estes combustíveis devem ser tecnicamente viáveis, economicamente competitivos e ambientalmente aceitáveis. Vários deles – álcool, biodiesel, hidrogênio, biomassa, entre outros – já estão em uso ou poderão estar disponíveis em breve. Por exemplo, recentemente o Brasil tem incentivado a produção de biodiesel, que é obtido principalmente pela transesterificação de óleos vegetais, processo que pode ser representado pela seguinte equação química:

H2C O C

O

R1

HC O C

O

R2

H2C O C

O

R3

+ 3 HO

H2

C CH3

Óleo Vegetal(triglicerídeo)

+ Álcool

R1 C

O

O

H2

C CH3

R2 C

O

O

H2

C CH3

R3 C

O

O

H2

C CH3

+

H2C O H

HC

H2C O

O

H

H

Biodiesel + Glicerina


05 - (UFPE/2007) Considerando a equação química apresentada no texto introdutório, é correto afirmar que o biodiesel é essencialmente constituído por a) ácidos carboxílicos b) hidrocarbonetos c) ésteres d) fenóis e) aldeídos 06 - (UNIFOR CE/2011)

A primeira lei da termodinâmica trata da conservação de energia; a segunda lei da termodinâmica trata da impossibilidade de transferência de calor de uma fonte mais fria para uma fonte mais quente sem a realização de trabalho. Podemos verificar a aplicação dessas leis, hoje em dia, na produção de energia por meio de fontes alternativas sem ocasionar danos ao meio ambiente. Esta busca por fontes alternativas de energia deve-se à escassez das fontes de energia não renováveis. São exemplos de energia não renováveis: a) petróleo, solar, carvão, nuclear e biogás.

b) petróleo, gás natural, nuclear, biomassa e geotérmica. c) petróleo, carvão, nuclear, bicombustíveis e solar. d) petróleo, carvão, nuclear, gás natural e óleo de xisto. e) petróleo, carvão, geotérmica, óleo de xisto e biomassa. 07 - (UPE PE/2011)

Sobre os combustíveis usados como fontes de energia disponíveis atualmente, identifique entre as proposições abaixo, a VERDADEIRA. a) As reservas de petróleo conhecidas atualmente no mundo encontram-se distribuídas igualmente e na mesma quantidade por todos os continentes. b) O biodiesel é um combustível biodegradável, embora, atualmente, não seja muito utilizado, pois sua combustão gera impactos ambientais mais acentuados que o carvão e o óleo diesel. c) Utiliza-se o craqueamento catalítico nas refinarias de petróleo, quando se pretende incrementar a produção de óleo diesel a partir da gasolina comum ou do querosene.


d) A importância do petróleo não é baseada apenas na sua utilização como fonte de energia mas também por ser uma fonte de matéria-prima utilizada pela indústria petroquímica para a fabricação de novos materiais. e) Os impactos ambientais produzidos pelos combustíveis não dependem de sua origem, composição, impurezas presentes nem de serem de fontes renováveis ou não; dependem apenas de os motores dos automóveis estarem ou não bem regulados. 08 - (UFGD MS/2013)

Leia o texto seguinte sobre o etanol derivado de cana-de-açúcar. "O etanol gera benefícios ambientais desde o momento em que a cana brota no campo, absorvendo a maior parte do gás carbônico gerado em sua produção e consumo. Os dados abaixo são relativos à emissão de CO2 para cada mil litros de etanol produzido e consumido: 1. Cultivo e colheita: Tratores, colheitadeiras e insumos agrícolas emitem gás carbônico (CO2). A colheita manual precisa da queima da palha da

cana, que também gera emissões. Emissão total: 2.961 kg CO2 2. Crescimento: A cana é uma "esponja" natural, que absorve grandes volumes de CO2 enquanto cresce. Absorção: 7.650 kg CO2 3. Processamento: A fermentação e a queima do bagaço para a geração de energia emitem CO2. Emissão: 3.604 kg de CO2 4. Bioeletricidade: O uso do bagaço para geração de eletricidade e energia excedente evita as emissões na atmosfera. Emissão evitada: 225 kg de CO2 5. Transporte: O etanol é transportado para os postos de combustível em caminhões movidos a óleo diesel. Emissão: 50 kg de CO2 6. Motor dos automóveis: A queima do etanol gera 1.520 kg de CO2 Balanço Final: Emissões geradas (1+3+5+6): 8.135 kg CO2 Emissões reabsorvidas + evitadas (2+4): 7.875 kg CO2 Emissões geradas – evitadas: 260 Kg CO2 Emissões com uso equivalente de gasolina: 2.280 kg CO2


No ciclo completo, a emissão de CO2 pelo etanol é 89% menor que a da gasolina." (Texto adaptado da cartilha "Etanol: uma atitude inteligente', Disponível em: <http://www.etanolverde.com.br> Acesso em: 15 out. 2012). Considerando as características que envolvem a utilização do etanol como combustível citadas no texto, é possível afirmar que a) embora a gasolina seja um pouco mais poluente do que o etanol, seu uso é vantajoso pois é derivada do petróleo, uma fonte de combustível biorrenovável. b) no ciclo de produção e consumo do etanol gera-se mais CO2 do que as emissões geradas com a queima de gasolina. c) o balanço final do ciclo de produção e consumo do etanol mostra que a quantidade de CO2 retirada do meio ambiente é maior do que a quantidade gerada. d) o etanol gerado a partir da cana-de-açúcar pode ser considerado um biocombustível derivado de fonte renovável.

e) a vantagem ambiental do uso de etanol como combustível é muito pequena quando comparada à queima de gasolina. 09 - (UEM PR/2013) Uma fonte de energia primária, fornecida diretamente pela natureza, é o gás natural. É correto afirmar que ogás natural 01. tem como seu principal constituinte o metano (CH4), podendo apresentar outros componentes, como o etano (C2H6) e o propano (C3H8). 02. apresenta um consumo mundial decrescente de maneira acelerada nas últimas décadas, devido à demanda de outras fontes de energia primária. 04. é utilizado no Brasil, nos últimos anos, para substituir o óleo combustível na indústria, o óleo diesel e a gasolina nos transportes e para a geração de termeletricidade, como na usina de Araucária, no Paraná. 08. emite, na combustão, mais partículas de CO e SO2 do que outras fontes de energia primária, como o carvão mineral ou os derivados de petróleo.


16. é um combustível fóssil encontrado em estruturas geológicas sedimentares, sendo, portanto, esgotável. 10 - (UFF RJ/2010) Os triglicerídeos (óleos) fazem parte da biomassa e são comumente conhecidos por produzir biodiesel. Porém, ao se efetuar essa transformação, se obtém também glicerol que é utilizado para preparar o álcool alílico. Já a celulose pode fornecer o eritrol que é usado para produzir o di-hidrofurano. Esses produtos são insumos largamente utilizados na indústria química.

CO2 + H2O energia solar

fotossíntese fotossíntese

Celulose

(C6H10O5)nBIOMASSA

R1 O

O

O

O

R1

O

R1

Oóleos

hidróliseoufermentação

transesterificaçãocom metanol

HO

OH

OH

OH

eritrol HO OH

OH

glicerol

+MeO R1

O

biodieselHCOOH230-240ºC

HCOOH230-240ºC

OOH

álcool alílicodi-hidrofurano

INSUMOSPARA A

INDÚSTRIA

Conhecendo as propriedades físicas e químicas dos compostos, e o esquema apresentado acima, pode-se afirmar que:


a) os insumos são dois álcoois insaturados. b) a substância com maior ponto de ebulição é a água. c) não é possível realizar uma reação do di-hidrofurano com bromo. d) a equação da transesterificação está balanceada. e) na síntese do biodiesel a reação de transesterificação pode ser catalisada por ácidos. TEXTO: 2 - Comum à questão: 11 O Biodiesel é um biocombustível que pode ser produzido a partir da reação de transesterificação de triglicerídeos de origem animal ou vegetal (óleos e gorduras) na presença de um catalisador alcalino. A reação de transesterificação pode ser representada pela equação abaixo, onde R representa a cadeia carbônica dos triglicerídeos e R' a cadeia carbônica do álcool.

11 - (UFGD MS/2012)

Assinale a alternativa que contém a massa de glicerol formado quando 100 kg de um triglicerídeo de massa molecular 855,36 g.mol–1 é utilizado na reação. a) 2,07 kg b) 20,77 kg c) 89,23 kg d) 5,33 kg e) 10,76 kg


12 - (FUVEST SP/2011) Os componentes principais dos óleos vegetais são os triglicerídeos, que possuem a seguinte fórmula genérica:

H2C O C R

O

HC O C R'

O

H2C O C R''

O

Nessa fórmula, os grupos R, R' e R" representam longas cadeias de carbono, com ou sem ligações duplas. A partir dos óleos vegetais, pode-se preparar sabão ou biodiesel, por hidrólise alcalina ou transesterificação, respectivamente. Para preparar sabão, tratam-se os triglicerídeos com hidróxido de sódio aquoso e, para preparar biodiesel, com metanol ou etanol.

a) Escreva a equação química que representa a transformação de triglicerídeos em sabão. b) Escreva uma equação química que representa a transformação de triglicerídeos em biodiesel. TEXTO: 3 - Comum à questão: 13

O programa brasileiro de produção de etanol já despertou o interesse de várias nações. O etanol, além de ser uma ótima alternativa de combustível, também é utilizado em várias aplicações industriais, como, por exemplo, a produção do etanoato de etila, um flavorizante de larga aplicação. 13 - (UERJ/2008) O etanol pode ser utilizado como combustível em motores de combustão interna. A combustão completa do etanol pode ser representada pela seguinte equação química balanceada: a) OH 3 CO 2 O 3 OHHC 22252

b) OH 3 CO 2 O 2 OHHC 2252

c) OH 3 C 2 O OHHC 2252

d) OH 3 CO 2 O 3,5 OHHC 22252


TEXTO: 4 - Comum à questão: 14

Metrologia O Ipem-SP reforçou a fiscalização em postos de combustíveis. Ao todo, foram verificadas 379 bombas de abastecimento, sendo que 30 instrumentos foram reprovados. Em Bertioga, por exemplo, um posto oferecia 140 mL a menos na vazão máxima e 120 mL a menos na vazão mínima a cada 20 litros de abastecimento. Ou seja, o consumidor pagava por uma quantidade de combustível que não chegava ao tanque do seu veículo. (Revista Procon-SP, jan. e fev. de 2009)

14 - (UFTM MG/2009)

Considere que o posto em questão comercializa álcool, gasolina e óleo diesel. Esses três combustíveis são I. misturas homogêneas; II. derivados do petróleo; III. obtidos por processos que envolvem destilação. É correto o que se afirma somente em

a) I. b) II. c) III. d) I e III. e) II e III. TEXTO: 5 - Comum à questão: 15

Um dos processos para a produção de biodiesel, que é uma fonte renovável de energia, chama-se transesterificação. Nesse processo, o biodiesel é produzido pela reação de óleo vegetal com um excesso de álcool de cadeia curta (metanol ou etanol) na presença de um catalisador (KOH). A reação é dada por:

CH2OOCR1

CHOOCR1

CH2OOCR1

ROH ROOCR1

CH2OH

CHOH

CH2OH

3+ +3

Onde R: CH3 ou C2H5, R1: grupo alquila.


15 - (UFCG PB/2010) Uma empresa produtora de biodiesel, que utiliza o processo de transesterificação mencionado o texto, trabalha com o seguinte esquema produtivo:

PROCESSO PRODUTIVO DE UMA

PLANTA PILOTO DE BIODIESEL

Eletricidade16kWh

Óleo989kg/h

PM 989g/mol

Metanol100kg/h

PM 32g/mol

Catalisador (KOH)6kg/h

PM 56,1g/mol

Calor160.000cal

Glicerina92kg/h

PM 92g/mol

Biodiesel900kg/h

PM 300g/mol Com base no esquema ao lado, qual é a quantidade de álcool que poderá ser recuperada em 16 horas de produção, tomando por base que a recuperação seja total? a) 6,4 kg. b) 640 kg. c) 6400 kg. d) 64000 kg. e) 64 kg.

TEXTO: 6 - Comum às questões: 16, 17 Diante de evidências cada vez mais claras de aquecimento global, devido às emissões antropogênicas dos gases de efeito estufa, o Brasil se encontra na posição privilegiada ao dispor de uma matriz energética baseada no uso de energias renováveis. Uma alternativa particularmente relevante no país é a produção de biocombustíveis, como o bioetanol e o biodiesel, que estão sendo usados em motores internos de combustão. (LA ROVERE; OBERMAIER, 2009, p. 68). 16 - (UNEB BA/2010)

A discussão sobre a sustentabilidade dos biocombustíveis como uma alternativa “limpa”, comparada aos combustíveis fósseis, e como perspectiva de contribuir para a mitigação de mudanças climáticas, dentre outros aspectos, aponta para 01. a captura completa de CO2(g), produzido na combustão de biocombustíveis, pelas próprias plantas em crescimento, que torna esses combustíveis não emissores de gases causadores de efeito estufa.


02. o cultivo de matéria-prima, sem causar impacto sobre o desmatamento de florestas tropicais. 03. o impacto causado sobre a produção de óleo de dendê e de mandioca, produzidos a partir de plantas geneticamente modificadas, que são utilizadas largamente na fabricação de rações. 04. o processo de produção de biocombustíveis como forma completamente independente de outras energias e de fertilizantes, a exemplo de NH4Cl e de K2HPO4. 05. a competição da produção de bioetanol e de biodiesel com o cultivo de alimentos, que gera aumento de preço de produtos básicos e afeta, principalmente as populações mais pobres. 17 - (UNEB BA/2010)

Com base no texto, analise as afirmativas relacionadas à utilização de diversas fontes de energia no Brasil, marcando com V as verdadeiras e com F, as falsas. ( ) A utilização de bioetanol e de biodiesel é favorecida pela redução da área de cultivo das espécies empregadas como matéria-prima para produção desses combustíveis.

( ) A queima de combustíveis fósseis nos motores de combustão acentua o processo de liberação de gás carbônico, prejudicial ao meio ambiente. ( ) O bioetanol e o biodiesel, produzidos, respectivamente, a partir de cana-de-açúcar e de oleaginosas, estão sendo utilizados, de forma promissora para uma possível substituição, no futuro, da gasolina e do óleo diesel. A alternativa que indica a sequência correta, de cima para baixo, é a 01. V F V 02. V V F 03. V F F 04. F V V 05. F V F 18 - (UNICAMP SP/2010) Um estudo publicado na Revista no149 mostra

pesquisas sobre a utilização da glicerina (um triol), um subproduto da produção de biodiesel, para obtenção de polipropileno, um plástico amplamente utilizado. A motivação partiu deles e no início achei difícil retirar da glicerina (C3H8O3 ) os átomos de oxigênio para transformá-la em


propeno (C3H6 ), lembra um pesquisador da Universidade federal do Rio de Janeiro (UFRJ). a) Levando em conta as estruturas das moléculas da glicerina e do propeno, explique por que uma dessas substâncias é gasosa e a outra é líquida em condições ambiente, evidenciando qual é a líquida e qual é a gasosa. b) O texto da revista ainda informa: 540 kg de óleo a que são acrescentados 54 kg de metanol, resultam em 540 kg de biodiesel e 54 kg de glicerina. Essa glicerina vai resultar em 27 kg de propeno e posteriormente na mesma quantidade de polipropileno. Do ponto de vista rigorosamente estequiométrico e considerando a quantidade de glicerina obtida, a produção de propeno seria maior, menor ou igual à descrita no texto da revista. Justifique.


GABARITO: 1) Gab: B 2) Gab: 02 3) Gab: C 4) Gab: B 5) Gab: C 6) Gab: D 7) Gab: D 8) Gab: D 9) Gab: 21 10) Gab: E 11) Gab: E 12) Gab: a) A transformação de triglicerídeos em

sabão envolve a hidrólise alcalina representada pela equação:

H2C O C R

O

HC O C R'

O

H2C O C R"

O

+

NaOH

NaOH

NaOH

H2C OH

HC OH

H2C OH

H2O+

Na+O- C R

O

Na+O- C R'

O

Na+O- C R"

O

(sabão)

b) No preparo do biodiesel, os triglicerídeos são tratados com metanol ou etanol.

H2C O C R

O

HC O C R'

O

H2C O C R"

O

+

HO R'''

HO R'''

HO R'''

H2C OH

HC OH

H2C OH

+

R''' O C R'

O

+

R''' O C R"

O

+

R''' O C R

O

(biodiesel)metanol

ou

etanol 13) Gab: A 14) Gab: D 15) Gab: E 16) Gab: 05 17) Gab: 04 18) Gab: a) A glicerina é líquida e o propeno é gasoso nas condições ambientais ordinárias. A glicerina , C3H8O3, possui grupos OH em sua molécula, o que permite a formação de ligações intermoleculares muito fortes (ligações de hidrogênio), enquanto que no propeno as ligações intermoleculares são muito fracas (interações de van der Waals). Dessa forma, a glicerina é um líquido nas condições ambientais ordinárias, enquanto o propeno é um gás.


b) Estequiometricamente, a produção do propeno a partir da glicerina é:

C3H8O3 C3H6

92g 42 g

54 kg m

m = (54 410)/ 92 m = 24,7 kg Portanto, estequiometricamente, a produção de propeno seria menor que a descrita no texto(27 kg).

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