O consumo global anual de energia é cerca de 100 terawatts-ano, sendo 30%\pu{30}\% desse valor proveniente da queima de combustíveis fósseis. Considere que os combustíveis fósseis são compostos majoritariamente por octano, contendo 10 ppm\pu{10 ppm} de enxofre. Apenas 80% da energia liberada na combustão completa pode ser aproveitada.

Determine a massa de dióxido de enxofre formada por hora devido à queima de combustíveis fósseis.

Dados

  • ΔHf∘(octano,  l)=−250 kJmol\Delta H_\mathrm{f}^{\circ}(\ce{octano,\,\text{l}}) = \pu{-250 kJ//mol}
  • ΔHf∘(HX2O,  l)=−286 kJmol\Delta H_\mathrm{f}^{\circ}(\ce{H2O,\,\text{l}}) = \pu{-286 kJ//mol}
  • ΔHf∘(COX2,  g)=−394 kJmol\Delta H_\mathrm{f}^{\circ}(\ce{CO2,\,\text{g}}) = \pu{-394 kJ//mol}
Gabarito 3A.30

Cálculo do consumo proveniente da queima de combustíveis fósseis: E=100⋅0,3=30 terawatts−ano E=100\cdot0,3=30\,terawatts-ano Cálculo do consumo de energia por hora: P=30⋅3600=108⋅1015 J=108⋅1012 kJ/h P= 30\cdot3600=108\cdot10^{15}\,J=108\cdot10^{12}\,kJ/h Cálculo da entalpia de combustão do octano: ΔHc=8ΔHCO2+9ΔHH2O−ΔHfΔHc=8(−394)+9(−286)−(−250)ΔHc=−5476 kJ mol−1 \begin{aligned} \Delta H_{c} &= 8\Delta H_{CO_{2}}+9\Delta H_{H_{2}O}-\Delta H_{f} \\ \Delta H_{c} &= 8(-394)+9(-286)-(-250) \\ \Delta H_{c} &= -5476\,kJ\,mol^{-1} \end{aligned} Cálculo do número de mols de octano queimados por hora(considerando que só 80% do calor liberado pode ser aproveitado): n=P−ΔH=108⋅10125476⋅0,8=0,025 ⋅1012mol h−1=25⋅109 mol h−1 \begin{aligned} n &= \frac{P}{-\Delta H} = \frac{108\cdot10^{12}}{5476\cdot0,8} \\ &= 0,025\,\cdot 10^{12}mol\,h^{-1} = 25\cdot10^{9}\,mol\,h^{-1} \end{aligned} Cálculo do número de mols de enxofre: nSO2=nS=n⋅10106=25⋅104 mol h−1 n_{SO_{2}} = n_{S}=n\cdot \frac{10}{10^{6}}=25\cdot10^{4}\,mol\,h^{-1} Cálculo da massa de dióxido de enxofre: mSO2=25⋅104⋅64=1600⋅104 g h−1=16 ton h−1 m_{SO_{2}} = 25\cdot10^{4}\cdot64=1600\cdot10^{4}\,g\,h^{-1} = \boxed{16\,ton\,h^{-1}}