A partir das informações do texto, qual foi a massa total de...
No pré-tratamento de material lignocelulósico por via ácida
empregando ácido sulfúrico, foram obtidos 200 m3 de
hidrolisado rico em pentoses. A concentração de ácido sul-
fúrico neste hidrolisado é igual a 2 x 10-2 mol/L. Visando a
aproveitar esse hidrolisado para a produção de etanol de
segunda geração a partir da fermentação das pentoses,
foi feito um tratamento por overliming, tendo sido utilizado
óxido de cálcio e empregando-se 25% de excesso deste
em relação à quantidade estequiométrica necessária para
a neutralização.
Gabarito comentado
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Alternativa Correta: C - 280
Tema Central: A questão aborda o conceito de neutralização e estequiometria, fundamental para entender transformações químicas, especialmente em processos industriais como o tratamento de materiais lignocelulósicos.
Resumo Teórico: A neutralização é uma reação química na qual um ácido e uma base reagem para formar água e um sal, equilibrando-se mutuamente. No contexto desta questão, o ácido sulfúrico (H2SO4) é neutralizado pelo óxido de cálcio (CaO), um processo identificado como overliming. Este tratamento é crucial na preparação de hidrolisados para a fermentação e produção de etanol, pois ajusta o pH do meio.
Cálculo da Massa de CaO Utilizada:
- Volume do hidrolisado: 200 m3 = 200,000 L
- Concentração de H2SO4: 2 x 10-2 mol/L
- Quantidade de H2SO4 em mols: \( 200,000 \times 2 \times 10^{-2} = 4,000 \, \text{mols} \)
- Reação de neutralização: H2SO4 + CaO → CaSO4 + H2O
- Razão estequiométrica: 1 mol de H2SO4 reage com 1 mol de CaO
- Massa molar de CaO: 56 g/mol
- Massa de CaO necessária: \( 4,000 \times 56 = 224,000 \, \text{g} = 224 \, \text{kg} \)
- Incluir 25% de excesso: \( 224 \times 1.25 = 280 \, \text{kg} \)
Justificativa da Alternativa Correta: A alternativa C está correta pois, ao calcular a quantidade de CaO necessária para a neutralização, incluindo o excesso de 25%, resultamos em exatamente 280 kg.
Análise das Alternativas Incorretas:
- A - 140: Calcula incorretamente a massa de CaO necessária, ignorando o excesso ou estimando mal a estequiometria.
- B - 224: Representa a quantidade estequiométrica correta, mas desconsidera o excesso de 25% especificado no enunciado.
- D - 296: Excede a massa calculada com o excesso, talvez por erro aritmético.
- E - 370: Exagera consideravelmente a quantidade de CaO, provavelmente por erro no cálculo do excesso.
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