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Questão 14

UNICAMP 2023
Química

(UNICAMP - 2023 - 1ª fase)

 

Leia os textos 1 e 2, a seguir, para responder às questões 14 e 15.

 

Texto 1

 

A Química Verde é uma área multidisciplinar que cria, desenvolve e aplica produtos e processos químicos que visam à redução ou eliminação do uso e da geração de substâncias nocivas ao meio ambiente e ao homem. Em 2019, para reunir várias ações relativas à Química Verde, os pesquisadores Paul T. Anastas e Julie B. Zimmerman propuseram a Tabela Periódica dos Elementos Figurativos da Química Verde e Sustentável – TPQVS (figura abaixo). Assim como na Tabela Periódica dos Elementos Químicos, a TPQVS apresenta “elementos”, os quais, porém, representam ações associadas aos preceitos da Química Verde, sendo que cada grupo (G) da TPQVS reúne ações com os mesmos preceitos.

 

 

Texto 2

 

“A Química é pura beleza;

Os átomos e as moléculas são a realeza,

reagindo no compasso da natureza

para transformar o mundo com delicadeza.

 

Sou um simples menestrel da ciência

que defende suas ideias com veemência.

Como Químico, quero atuar com sapiência,

desenvolvendo processos de alta eficiência.

 

A Química não é mais poluição;

para o fóssil ela tem a substituição;

renovando o verde como solução.

 

Vivemos num tempo de ambiguidade,

onde a terra, a água e o ar estão em vulnerabilidade.

Façamos da Química o caminho para a sustentabilidade”

 

(MOTA, Claudio J. A. Conferência de Abertura da 45ª. Reunião Anual da Sociedade Brasileira de Química, 2022.)

 

Um dos princípios da Química Verde, ilustrado por um dos grupos na TPQVS (texto I), é a economia atômica, dada pela razão da massa do produto de interesse pela massa total dos reagentes, sendo que quanto mais próximo de 1 é seu valor, maior é a economia atômica. Considerando as reações de produção dos dois principais biocombustíveis utilizados no contexto brasileiro,

 

Síntese do biodiesel:

C_{57}H_{104}O_{6} + 3C_{2}H_{5}OH 
ightarrow 3C_{20}H_{38}O_{2}+C_{3}H_{8}O_{3}

 

Síntese do etanol:

C_{12}H_{22}O_{11} + H_{2}O 
ightarrow 4C_{2}H_{5}O_{2}+4CO_{2}

 

pode-se afirmar que há uma maior economia de átomos e

 

Dados de Massa Molar (g/mol): C_{57}H_{104}O_{6} = 884; C_{2}H_{5}OH=46; C_{20}H_{38}O_{2}= 310; C_{3}H_{8}O_{3}= 92; C_{12}H_{22}O_{11}= 342; H_{2}O=18; CO_{2}=44.

A

maior geração de subprodutos (mol de subprodutos/ mol de substrato) na síntese do etanol.

B

menor geração de subprodutos (mol de subprodutos/ mol de substrato) na síntese do etanol.

C

maior geração de subprodutos (mol de subprodutos/ mol de substrato) na síntese do biodiesel.

D

menor geração de subprodutos (mol de subprodutos/ mol de substrato) na síntese do biodiesel.

Gabarito:

menor geração de subprodutos (mol de subprodutos/ mol de substrato) na síntese do biodiesel.



Resolução:

Síntese do biodiesel

C_{57}H_{104}O_6+3C_2H_5OH
ightarrow 3C_{20}H_{38}O_2+C_3H_8O_3

Economia=frac{m_{biodiesel}}{m_{reagentes}}=frac{3cdot 310}{884+3cdot 46}=0,9

1 mol do subproduto C3H8O3
1 mol do substrato C57H104O6

Geração de subproduto = 1 : 1 = 1

Síntese do Etanol

C_{12}H_{22}O_{11}+H_2O
ightarrow 4C_2H_5OH+4CO_2

Economina=frac{m_{etanol}}{m_{reagentes}}=frac{4cdot 46}{342+18}=0,51

4 mol de subproduto CO2
1 mol do substrato C12H22O11

Geração de subproduto = 4 : 1 = 4

A maior economia ocorre na síntese de biodiesel. 
A menor geração de subprodutos ocorre na síntese de biodiesel. 

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