#fiqueligado Educação em tempos de pandemia Química

Grupo de Estudos – QUÍMICA (Tema 10/10)

Olá Estudantes!!

Chegamos ao fim da nossa jornada com o  Grupo de Estudos de Química.

Nesta semana estamos disponibilizando o décimo e último Tema abordado pelo Grupo de Estudos de Química que é: ENERGIAS QUÍMICA NO COTIDIANO.

 

No final da postagem você encontrará o Gabarito comentado das Questões dos Temas 9 e 10.

Queridos Estudantes, a Equipe de Química espera ter contribuído para o aprofundamento de seus estudos, e que vocês possam alcançar seus objetivos.

APROVEITEM !!!

O tema desta semana, é abordado no Caderno do estudante- EJA Mundo do Trabalho – Volume 3,  Tema 1- Recursos não renováveis: petróleo, gás natural e carvão mineral. Pág. 66 a 76, onde você encontrará também alguns exercícios para melhor fixação do conteúdo.

 

Tipos de Energia

energia é responsável pela produção de trabalho, portanto, qualquer coisa que esteja trabalhando possui energia. Feita essa consideração, os mais importantes tipos de energia que existem são:

  • mecânica (movimento)
  • térmica (calor)
  • elétrica (potencial elétrico)
  • química (reações químicas)
  • nuclear (desintegração do núcleo)

Importância da Energia

Hoje em dia, seria impossível pensar num mundo sem o uso da energia elétrica, seja para ligar computadores, tomar banho, iluminar, aquecer.

Com o passar dos anos, o ser humano foi aprimorando as teorias bem como a metodologia para expandir o uso e acesso de energia no mundo. Assim, o uso de aparelhos eletrônicos tem aumentado consideravelmente como as máquinas, os celulares, computadores, aquecedores, ventiladores, etc.

Assim, muitos recursos renováveis e não renováveis são utilizados a fim de produzir energia, como é o caso das usinas (hidrelétricasnuclearestermoelétricas). Elas adquirem o produto bruto na natureza e o transforma em energia para suprir muitas das necessidades humanas.

Contudo, esse processo de geração de energia, muitas vezes é degradante para os homens e o meio ambiente. Isso porque muitas usinas lançam gases e resíduos tóxicos na atmosfera acarretando diversos problemas como a contaminação das águas, do ar, da terra, a proliferação de doenças, dentre outros.

Fontes de Energia

Há muitas maneiras de adquirir energia, por meio das fontes renováveis (energia limpa) ou não renováveis (energia suja).

Nesse ínterim, vale lembrar que as fontes renováveis de energia não cessam e se renovam na natureza.

Por outro lado, as fontes não renováveis causam diversos problemas ambientais. Com o aumento do uso da energia na atualidade, essa exploração gerou diversos problemas ambientais irreversíveis, como a perda de habitat, ecossistemas, espécies, degradação do meio ambiente.

Importante ressaltar que as fontes de energia primária, são encontradas na natureza como o sol, o vento, a água, o carvão, o gás e o petróleo dentre outras. Elas são transformadas em fontes de energia secundária por meio das usinas hidrelétricas, termoelétricas, refinarias, etc.

Fontes Renováveis

As fontes renováveis se regeneram na natureza e, por isso, não causam problemas ambientais e não se esgotam. São fontes de energia mais aconselhadas uma vez que não geram poluentes para o meio ambiente. São elas:

  • Energia Hidráulica: obtida pela força da água dos rios.
  • Energia Solar: obtida pela energia do sol.
  • Energia Eólica: obtida pela força dos ventos.
  • Energia Geotérmica: obtida pelo calor do interior da terra.
  • Biomassa: obtida de matérias orgânicas.
  • Energia Gravitacional: obtida pela força das ondas dos oceanos.
  • Energia do Hidrogênio: obtido do Hidrogênio.

Fontes Não Renováveis

Por sua vez, as fontes não renováveis de energia causam diversos problemas ambientais se não consumida de maneira racional. Seu uso pode implicar em desequilíbrios no ecossistema na medida em que seus recursos se esgotam. São elas:

  • Combustíveis Fósseis: petróleo, carvão mineral, xisto e gás natural.
  • Energia Nuclear: obtido a partir de elementos como o urânio e tório.

Combustíveis Fósseis

Os combustíveis fósseis são matéria-prima para produção de energia. São recursos naturais não-renováveis, originados de restos orgânicos acumulados na crosta terrestre ao longo de milhões de anos.

Atualmente os gases produzidos na queima dos combustíveis fósseis são apontados como responsáveis pelo efeito estufa e aquecimento global.

Origem e Utilização

Esses combustíveis recebem o nome de fósseis porque se originaram a partir de restos de animais e plantas que viveram em épocas remotas. Esses restos orgânicos foram se depositando ao longo de milhares de anos em camadas muito profundas da crosta terrestre e transformados pela ação da temperatura e pressão.

Os combustíveis fósseis são recursos não-renováveis o que significa dizer que são encontrados na natureza em quantidades limitadas, assim uma vez esgotados seus estoques não há como repor.

A energia no mundo atual é na sua maioria produzida a partir da queima de combustíveis fósseis. Isso começou a partir da Revolução Industrial, quando a lenha (até então principal fonte energética) passou a ser substituída pelo carvão. Portanto, o uso do carvão nas máquinas a vapor foi primordial para o desenvolvimento industrial da humanidade.

No entanto, a partir da segunda metade do século XX, com os combustíveis derivados do petróleo e desenvolvimento de motores à explosão, o carvão perdeu lugar, sendo ainda muito usado para geração de eletricidade nas Usinas Termoelétricas.

Tipos de Combustíveis Fósseis

Exemplos de combustíveis fósseis são: o carvão, o petróleo, o gás natural, o betume, o xisto, entre outros, sendo os três primeiros mais utilizados e comentados a seguir:

Carvão

O carvão mineral ou carvão fóssil é uma rocha preta, porosa e de fácil combustão. É formado a partir de restos vegetais de ambientes pantanosos, acumulados por milhões de anos, em um processo chamado encarbonização.

Existem quatro variedades de carvão mineral: turfa, linhito, hulha e antracito. Quanto maior o tempo de encarbonização, maior o teor de carbono e o poder energético do combustível.

Também se utiliza o carvão artificial ou carvão vegetal, obtido a partir da queima de madeira.

Petróleo

O petróleo é uma substância oleosa escura formada principalmente por hidrocarbonetos, ou seja, moléculas de carbono e hidrogênio. A formação do petróleo se faz por sedimentação da matéria orgânica, depositada no fundo dos mares e oceanos durante milhões de anos.

O petróleo é matéria prima de muitos subprodutos como óleos, gasolina, gás liquefeito de petróleo (GLP), gás natural, querosene, óleo diesel, nafta petroquímica, solventes, asfalto, dentre outros.

Combustíveis Fósseis
Plataforma de extração de petróleo e gás natural

Gás Natural

O gás natural é encontrado no estado gasoso em bacias sedimentares marinhas e terrestres associado ou não ao petróleo. É composto por uma mistura de hidrocarbonetos leves, com predominância de metano.

Vantagens e Desvantagens

Vantagens

O petróleo é a principal fonte energética atualmente, a sua extração pode ser feita tanto nos mares como no continente. Utiliza grande tecnologia no processo de extração e apesar de ser um processo caro, gera diversos produtos muito utilizados em diversos setores.

A disponibilidade das jazidas de carvão mineral ainda é bastante grande, sendo considerado um bom investimento para uso nas usinas termoelétricas e siderúrgicas, apesar dos grandes impactos ambientais que representa.

O gás natural apresenta algumas vantagens ambientais como fonte energética, se comparado com os outros combustíveis fósseis. Produz menos contaminantes, é mais leve e se dissipa mais facilmente no ambiente, sendo portanto menos tóxico.

Desvantagens

São muitos os impactos negativos para o ambiente e também para a saúde dos trabalhadores ligados com a extração, o beneficiamento e transporte dos combustíveis fósseis. Alguns desses são:

  • Produção de gases de efeito estufa que intensificam o aquecimento global, causando as mudanças climáticas;
  • Produzem contaminantes altamente tóxicos que tem de ser eliminados no processo de refinamento;
  • No processo de mineração e transporte do carvão há riscos de incêndio e exposição humana a agentes cancerígenos e a altas temperaturas;
  • Vazamentos em plataformas de exploração petrolífera e gasodutos;
  • Derramamentos de navios petroleiros.

 

BIOMASSA

Biomassa é toda matéria orgânica, de origem vegetal ou animal, utilizada na produção de energia.

Ela é obtida através da decomposição de uma variedade de recursos renováveis, como plantas, madeira, resíduos agrícolas, restos de alimentos, excrementos e até do lixo.

O Brasil possui situação privilegiada para produção de biomassa em larga escala, pois existem extensas áreas cultiváveis e condições climáticas favoráveis ao longo do ano.

Vantagens e Desvantagens da Biomassa

Por ser uma fonte de energia renovável, por meio da intervenção humana adequada, a biomassa é uma alternativa viável para a substituição dos combustíveis fósseis e poluentes, como o petróleo e o carvão, por exemplo.

Além disso, a biomassa é comumente utilizada em usinas termelétricas para gerar eletricidade. No Brasil, cerca de 9% da energia elétrica produzida é gerada a partir de biomassa.

Em resumo, as suas vantagens incluem:

  • Alternativa de energia renovável;
  • Baixo custo;
  • Baixa emissão de gases poluentes;
  • Produzida a partir de uma grande variedade de materiais.

Apesar de suas vantagens, a produção de biomassa por comprometer a conservação das florestas e originar novas áreas desmatadas. Existe ainda a dificuldade logística de armazenar os seus resíduos sólidos.

Dentre as principais desvantagens da biomassa podemos citar:

  • Eficiência reduzida;
  • Biocombustíveis  líquidos podem emitir enxofre e contribuir com o fenômeno da chuva ácida;
  • Pode resultar em impactos ambientais em florestas;
  • Elevado custo financeiros de equipamentos;
  • A queima da biomassa é relacionada com aumento de casos de doenças respiratórias;
  • Dificuldade de armazenar a biomassa sólida.

Fontes de Biomassa

A renovação da biomassa ocorre através do ciclo do carbono A queima de biomassa ou de seus derivados, liberam o CO2 na atmosfera. As plantas, através da fotossíntese, transformam esse CO2 em hidratos de carbono, resultando na liberação de oxigênio.

Ciclo de biomassa
Ciclo de produção de biomassa

Entre os principais produtos agrícolas usados como fonte energética alternativa geradora da biomassa encontra-se a cana-de-açúcar, que é aproveitada para a produção de álcool.

O bagaço da cana-de-açúcar, a casca do arroz, da castanha e do coco também são utilizados para gerar energia para as caldeiras. No Brasil, o bagaço da cana-de-açúcar é o principal recurso potencial para geração de energia elétrica.

A mandioca, os amidos, os óleos vegetais (dendê, babaçu, mamona etc.) e a celulose, entre muitos outros materiais, que podem ser utilizados para a produção de combustíveis para os motores.

Os dejetos urbanos, industriais e agropecuários são matérias orgânicas que podem ser transformadas em biogás, usado da produção de energia nas residências, na indústria, nos motores, com alto poder calorífico, semelhante ao gás natural.

A queima da madeira ainda é bastante usada na indústria, para geração de energia. As indústrias são as principais consumidoras de energia da biomassa no Brasil.

O aproveitamento da biomassa ocorre por três procedimentos principais:

  • Combustão direta: podem ainda envolver outros processos físicos como secagem, corte e quebra.
  • Processos termoquímicos: gaseificação, pirólise, liquefação e  transesterificação;
  • Processos biológicos: digestão anaeróbia e fermentação.

BIOCOMBUSTÍVEIS

Biocombustível é todo material utilizado para geração de energia a partir de biomassa orgânica para uso em motores a combustão interna.

Uma das suas principais vantagens é a sustentabilidade ambiental e potencial para substituir de maneira total ou parcial os combustíveis fósseis.

Exemplos

Biodiesel
Os biocombustíveis são produzidos a partir de fontes orgânicas

Entre as matérias primas usadas para produção de biodiesel estão: amendoim, babaçu, beterraba, cana-de-açúcar, canola, dendê, girassol, resíduos agrícolas, milho, soja, mamona, pinhão manso, óleo de palma e trigo.

A matéria prima que origina o biocombustível é misturada na forma pura a combustíveis fósseis, como a gasolina e o diesel.

Hoje, as formas mais utilizadas de biocombustíveis são:

  • Biogás
  • Bioéter
  • Bioetanol
  • Biodiesel
  • Etanol
  • Óleo vegetal

Vantagens

Os biocombustíveis representam alternativa de energia para a redução do aquecimento global e diversificação da oferta, face ao possível esgotamento das reservas de petróleo.

Entre as principais vantagens do uso do biocombustível estão:

  • Baixa emissão de CO2 na atmosfera;
  • Redução do aquecimento global e efeito estufa;
  • O Brasil conta com uma grande variedade de plantas que podem servir de matéria-prima para produção de biocombustíveis;

A cana-de-açúcar está entre exemplos da redução da emissão de CO2 na atmosfera, com produção 90% menor na comparação com as demais fontes de energia.

Desvantagens

O aumento do preço do petróleo está entre as motivações para a ampliação da produção de biocombustíveis.

Embora o biocombustível, por si, represente baixas emissões de CO2 na atmosfera, a produção é baseada em gases que aceleram o efeito estufa.

Como dependem de cultivo, os produtos dependem de culturas intensivas e seu plantio ocorre em áreas desmatadas, especialmente em florestas tropicais.

A agricultura intensiva também está entre as maiores consumidoras de água e eliminação da diversidade biológica. Por representarem maiores ganhos aos produtores, os insumos necessários aos biocombustíveis incentivam a redução do plantio de alimentos.

Brasil

O Brasil foi um dos primeiros países do mundo a produzir e utilizar biocombustíveis. Os principais biocombustíveis produzidos no país são o biodiesel e o etanol.

 

Algumas questões de ENEM de anos anteriores para você, estudante, testar seus conhecimento.

Ano:2010  Banca: INEP   Órgão: ENEM   Prova: INEP – 2010- ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio

(Q908743) O aquecimento global, ocasionado pelo aumento do efeito estufa, tem como uma de suas causas a disponibilização acelerada de átomos de carbono para a atmosfera. Essa disponibilização acontece, por exemplo, na queima de combustíveis fósseis, como a gasolina, os óleos e o carvão, que libera o gás carbônico  para a atmosfera. Por outro lado, a produção de metano (CH4), outro gás causador do efeito estufa, está associada à pecuária e à degradação de matéria orgânica em aterros sanitários.
Apesar dos problemas causados pela disponibilização acelerada dos gases citados, eles são imprescindíveis à vida na Terra e importantes para a manutenção do equilíbrio ecológico, porque, por exemplo, o

(A) metano é fonte de carbono para os organismos fotossintetizantes.

(B) metano é fonte de hidrogênio para os organismos fotossintetizantes.

(C) gás carbônico é fonte de energia para os organismos fotossintetizantes.

(D) gás carbônico é fonte de carbono inorgânico para os organismos fotossintetizantes.

(E) gás carbônico é fonte de oxigênio molecular para os organismos heterotróficos aeróbios.

 

Ano:2011   Banca: INEP   Órgão: ENEM   Prova: INEP – 2011- ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio

(Q888822) A explosão de uma plataforma de petróleo em frente à costa americana e o vazamento de cerca de mil barris de petróleo por dia no mar provocaram um desastre ambiental. Uma das estratégias utilizadas pela Guarda Costeira para dissipar a mancha negra foi um recurso simples: fogo. A queima da mancha de petróleo para proteger a costa provocará seus próprios problemas ambientais, criando enormes nuvens de fumaça tóxica e deixando resíduos no mar e no ar.

HIRST, M. Depois de vazamento, situação de petroleira britânica se complica. BBC. Disponível em: http://www.bbc.co.uk. Acesso em: 1 maio 2010 (adaptado).

Além da poluição das águas provocada pelo derramamento de óleo no mar, a queima do petróleo provoca a poluição atmosférica formando uma nuvem negra denominada fuligem, que é proveniente da combustão

(A) completa de hidrocarbonetos.

(B) incompleta de hidrocarbonetos.

(C) completa de compostos sulfurados.

(D) incompleta de compostos sulfurados

(E) completa de compostos nitrogenados.
Ano:2013  Banca: INEP   Órgão: ENEM   Prova: INEP – 2013- ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio

(Q889193) Para a produção de etanol combustível, as usinas retiram água do leito de rios próximos, reutilizando-a nas suas instalações. A vinhaça, resíduo líquido gerado nesse processo, é diluída para ser adicionada ao solo, utilizando uma técnica chamada de fertirrigação. Por meio desse procedimento, o fósforo e o potássio, essenciais à produção de cana-de-açúcar, são devolvidos ao solo, reduzindo o uso de fertilizantes sintéticos.

Essa intervenção humana no destino da vinhaça tem como resultado a diminuição do impacto ambiental referente à

(A) erosão do solo.

(B) produção de chuva ácida.

(C) elevação da temperatura global.

(D) eutrofização de lagos e represas.

(E) contaminação de rios por pesticidas.

 

Ano:2018  Banca: INEP   Órgão: ENEM   Prova: INEP – 2018- ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio

(Q947501) O petróleo é uma fonte de energia de baixo custo e de larga utilização como matéria-prima para uma grande variedade de produtos. É um óleo formado de várias substâncias de origem orgânica, em sua maioria hidrocarbonetos de diferentes massas molares. São utilizadas técnicas de separação para obtenção dos componentes comercializáveis do petróleo. Além disso, para aumentar a quantidade de frações comercializáveis, otimizando o produto de origem fóssil, utiliza-se o processo de craqueamento.

O que ocorre nesse processo?

(A) Transformação das frações do petróleo em outras moléculas menores.

(B) Reação de óxido-redução com transferência de elétrons entre as moléculas.

(C) Solubilização das frações do petróleo com a utilização de diferentes solventes.

(D) Decantação das moléculas com diferentes massas molares pelo uso de centrífugas.

(E) Separação dos diferentes componentes do petróleo em função de suas temperaturas de ebulição.

 

Ano:2019  Banca: INEP   Órgão: ENEM   Prova: INEP – 2019- ENEM – Exame Nacional do Ensino Médio

 ( Q1276455)  Na perfuração de uma jazida petrolífera, a pressão dos gases faz com que o petróleo jorre. Ao se reduzir a pressão, o petróleo bruto para de jorrar e tem de ser bombeado. No entanto, junto com o petróleo também se encontram componentes mais densos, tais como água salgada, areia e argila, que devem ser removidos na primeira etapa do beneficiamento do petróleo.
A primeira etapa desse beneficiamento é a

(A) decantação.

(B) evaporação.

(C) destilação.

(D) floculação.

(E) filtração.

 

*Gabarito comentado das questões do post anterior (Tema 9 ). Se quiser acessar a postagem completa clique AQUI

 

(Q957483) Alternativa C

 O detergente possui uma extremidade apolar e outra polar. A extremidade apolar interage com a gordura, enquanto que a extremidade polar interage com a água, formando partículas, denominadas micelas.

(Q947500) – Alternativa E 

A produção de combustíveis está indicado pelo número 1 do esquema. A partir de moléculas como CO2 e H2O, ocorre formação de compostos orgânicos, com absorção de energia luminosa. Dessa forma, há conversão de energia eletromagnética em química (nas ligações químicas do combustível).

(Q908779) – Alternativa A

Segundo o texto, os pesquisadores usaram “nanocristais de dióxido de titânio que, sob ação da luz solar, são capazes de decompor as partículas de sujeira na superfície de um tecido”. Portanto, podemos concluir que, na ausência da luz, esses cristais sejam pouco eficientes.

(Q889037) –  Alternativa A

Sal inibe o crescimento microbiano ao aumentar a pressão osmótica do meio do alimento, com a conseqüente redução da atividade da água.

(Q745543)Alternativa B

A tensão superficial é como se fosse uma força que mantém as moléculas de água mais juntas. Quando é colocado detergente essa força é perdida, por isso que a água se espalha.

 

Por ser o último Tema a ser postado pelo Grupo de Estudos de Química, segue o * Gabarito comentado das questões do post (Tema 10)

 

(Q908743) – Alternativa  D

O CO2  é um composto inorgânico e o Carbono é utilizado por seres fotossintetizantes para produzir glicose.

(Q888822) – Alternativa B

A combustão completa de hidrocarbonetos leva a formação de dióxido de carbono e água. Já, na combustão incompleta é formado fuligem e monóxido de carbono além dos composto anteriores

(Q889193) – Alternativa D

Fósforo quando fica em excesso, estimula a proliferação de algas e outros organismos eutrofizadores, que diminuem a disponibilidade de oxigênio nos lagos e represas.

(Q947501) – Alternativa A

O craqueamento do petróleo é responsável pela quebra de frações maiores do petróleo em frações menores. Vale ressaltar que a destilação fracionada é responsável pela separação das frações do petróleo e não pelo seu craqueamento.

 ( Q1276455) – Alternativa A

Decantação é deixar o que é mais denso se depositar no fundo e depois separar as substâncias.

 

Fontes: 1- Adapatações do Caderno do Estudante EJA- Mundo do Trabalho- Volume 3 (Pág. 66 à 76)

             2- https://www.todamateria.com.br/quimica/combustiveis/

             3- https://www.todamateria.com.br/tipos-de-energia/

             4-  Questões do ENEM. Disponível em:  https://www.qconcursos.com/questoes-do-                                   enem/disciplinas/quimica-quimica/energias-quimicas-no-cotidiano/questoes

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