Questão 133 do ENEM 2024 (Ciências da Natureza)

Question

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

A) 300 g.
B) 400 g.
C) 510 g.
D) 590 g.
E) 720 g.

Accepted Answer

Alternativa C: 510 g.

Para 10 mol de etanol (460 g), o volume equivalente de etanol substituído é 460/0,78 ≈ 589,7 mL ≈ 0,59 L, que corresponde exatamente a 1 m³ de biogás (conforme a equivalência dada no texto). Desse 1 m³ (1000 L) de biogás, 70% é metano, ou seja, 700 L; usando o volume molar de 22 L/mol, isso equivale a cerca de 31,8 mol de metano, que multiplicados pela massa molar (16 g/mol) resultam em aproximadamente 509 g, mais próximo de 510 g — a alternativa correta. Esse cálculo envolve combinar estequiometria de gases (mol, volume molar) com uma equivalência energética dada no enunciado. O conceito envolvido é estequiometria de gases e conversão de unidades de massa e volume.

Questão 133 do ENEM 2024

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