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Questão 111

ENEM 2024, Ciências da Natureza Dificuldade: Difícil Favoritar

O biogás é uma alternativa energética muito importante, pois, além de reduzir a dependência por combustíveis fósseis, sua obtenção pode ser realizada a partir de resíduos da produção agroindustrial. Considere que o biogás produzido em um empreendimento de suinocultura contém 70% em volume de metano (massa molar 16 g/mol; volume molar 22 L/mol). Ele será utilizado para geração de energia em substituição ao etanol (massa molar 46 g/mol) em um gerador no qual 1 m³ de biogás de origem suína substitui 0,59 L de etanol anidro (densidade 0,78 g/mL).

Nessas condições, a massa de metano necessária para substituir 10 mol de etanol na produção de energia é mais próxima de

Ver gabarito e resolução

Em resumo: 10 mol de etanol (0,59 L) equivalem a 1 m³ de biogás, com 700 L de metano: 700 ÷ 22 × 16 ≈ 510 g.

Gabarito oficial: alternativa C.

Resolução

A questão pede a massa de metano equivalente a 10 mol de etanol.

  1. Volume de 10 mol de etanol: massa = 10 \cdot 46 = 460 g; volume = \dfrac{460}{0{,}78} \approx 590 mL = 0{,}59 L.
  2. Equivalência: pelo texto, 0,59 L de etanol é substituído por 1 m³ de biogás.
  3. Metano nesse biogás: 70% de 1 m³ = 0{,}7 m³ = 700 L.
  4. Mols e massa de metano: \dfrac{700}{22} \approx 31{,}8 mol; 31{,}8 \cdot 16 \approx 509 g, ou seja, cerca de 510 g.

Alternativas

  • A) Errada. 300 g não corresponde ao volume de metano em 1 m³ de biogás.
  • B) Errada. 400 g também não corresponde.
  • C) Correta. São cerca de 510 g de metano.
  • D) Errada. 590 g confunde o volume de etanol (590 mL) com a massa de metano.
  • E) Errada. 720 g seria considerar o biogás como 100% metano (1 000 L ÷ 22 × 16 ≈ 727 g).

Logo, a resposta é a alternativa C.

Fonte: INEP/MEC.

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