O álcool hidratado utilizado como combustível veicular é obtido por meio da destilação fracionada de soluções aquosas geradas a partir da fermentação de biomassa. Durante a destilação, o teor de etanol da mistura é aumentado, até o limite de 96% em massa.
Considere que, em uma usina de produção de etanol, 800 kg de uma mistura etanol/água com concentração 20% em massa de etanol foram destilados, sendo obtidos 100 kg de álcool hidratado 96% em massa de etanol. A partir desses dados, é correto concluir que a destilação em questão gerou um resíduo com uma concentração de etanol em massa
A) de 0%.
B) de 8,0%.
C) entre 8,4% e 8,6%.
D) entre 9,0% e 9,2%.
E) entre 13% e 14%.
Solução
Inicialmente, na mistura etanol/água temos: 800 kg de massa total (massa de etanol + massa de água). Desses 800 kg, o valor de 20% corresponde a concentração de etanol em massa e os outros 80% restantes são correspondentes à massa de água. Sendo assim, temos que:
Massa de etanol → 800 kg x 20% = 160 kg.
Massa de água → 800 kg x 80% = 640 kg.
Após a destilação foram obtidos 100 kg de álcool hidratado, com 96% em massa de etanol. Então devemos considerar que:
Massa de etanol → 100 kg x 96% = 96 kg.
Massa de água → 100 kg x 4% = 4 kg.
Para calcular a massa do resíduo precisamos considerar a diferença entre as quantidades iniciais e finais (após a destilação):
Massa de etanol → 160 kg (inicial) – 96 kg (após a destilação) = 64 kg
Massa de água → 640 kg (inicial) – 4 kg (após a destilação) = 636 kg
A massa do resíduo será igual a massa inicial menos a soma das massas residuais (64 kg + 636 kg = 700 kg). Então, temos 800 kg – 700 kg = 100 kg (que é justamente a massa de álcool obtida após a destilação)
Agora, para calcularmos a concentração de etanol do resíduo devemos considerar que:
700 kg ———— 100% (toda a massa da mistura)
64 kg ————– X% (somente a porcentagem referente ao etanol residual)
X = 9,14%
Através dos cálculos podemos concluir que a destilação gerou um resíduo com concentração de etanol em massa entre 9,0% e 9,2%.
Alternativa D
