Questão 50 do ENEM 2011 — Ciências da Natureza

Para resolver essa questão, precisamos analisar a relação entre a quantidade de dióxido de carbono ($CO_2$) liberada e a energia produzida na combustão de cada substância. O enunciado pede o combustível que libera mais $CO_2$ pela mesma quantidade de energia.

Primeiro, vamos determinar quantos mols de $CO_2$ são produzidos na queima de $1 \text{ mol}$ de cada combustível. Na combustão completa, todo o carbono presente na molécula do combustível é convertido em $CO_2$. Portanto, basta contarmos o número de átomos de carbono na fórmula de cada substância:

• Benzeno ($C_6H_6$): possui $6$ carbonos, logo produz $6 \text{ mols}$ de $CO_2$.
• Etanol ($C_2H_5OH$): possui $2$ carbonos, logo produz $2 \text{ mols}$ de $CO_2$.
• Glicose ($C_6H_{12}O_6$): possui $6$ carbonos, logo produz $6 \text{ mols}$ de $CO_2$.
• Metano ($CH_4$): possui $1$ carbono, logo produz $1 \text{ mol}$ de $CO_2$.
• Octano ($C_8H_{18}$): possui $8$ carbonos, logo produz $8 \text{ mols}$ de $CO_2$.

Agora, precisamos relacionar essa quantidade de $CO_2$ com a energia liberada (dada pelo $\Delta H_c^\circ$ em módulo, já que o sinal negativo apenas indica que a reação é exotérmica, ou seja, libera calor).

Para facilitar as contas, podemos calcular a razão entre a energia liberada e a quantidade de $CO_2$ produzida para descobrir quanta energia é gerada para cada mol de $CO_2$ emitido. O combustível que gerar a menor quantidade de energia por mol de $CO_2$ será justamente aquele que precisará emitir mais $CO_2$ para alcançar uma mesma quantidade de energia.

Vamos aos cálculos:

• Benzeno: $\frac{3268 \text{ kJ}}{6 \text{ mols de } CO_2} \approx 544,6 \text{ kJ/mol de } CO_2$
• Etanol: $\frac{1368 \text{ kJ}}{2 \text{ mols de } CO_2} = 684 \text{ kJ/mol de } CO_2$
• Glicose: $\frac{2808 \text{ kJ}}{6 \text{ mols de } CO_2} = 468 \text{ kJ/mol de } CO_2$
• Metano: $\frac{890 \text{ kJ}}{1 \text{ mol de } CO_2} = 890 \text{ kJ/mol de } CO_2$
• Octano: $\frac{5471 \text{ kJ}}{8 \text{ mols de } CO_2} \approx 683,8 \text{ kJ/mol de } CO_2$

Analisando os resultados, vemos que a glicose é a substância que libera a menor quantidade de energia para cada mol de $CO_2$ emitido ($468 \text{ kJ}$). Consequentemente, se quisermos produzir uma quantidade fixa de energia (por exemplo, $10.000 \text{ kJ}$), precisaremos queimar uma quantidade de glicose que acabará liberando muito mais $CO_2$ no ambiente em comparação com os outros combustíveis da tabela.

Portanto, a glicose é o combustível menos eficiente do ponto de vista ambiental nesse contexto, sendo a resposta correta.