Os acontecimentos globais recentes mostraram a importância da oferta de fertilizantes nitrogenados, como

FUVEST 2023 - QUESTÃO 04

Os acontecimentos globais recentes mostraram a importância da oferta de fertilizantes nitrogenados, como amônia e ureia, para a manutenção da segurança alimentar da população mundial. As mudanças na disponibilidade de gás natural impactam diretamente a produção de fertilizantes nitrogenados. As reações a seguir mostram o processo de formação de amônia e ureia a partir do gás natural:

(I) CH4(g) + H2O(g) → CO(g) + 3H2(g) 

(II) N2(g) + 3H2(g) → 2NH3(g) 

(III) CO2(g) + 2NH3(g) → CO(NH2)2(s) + H2O(g)

Com base nessas informações e seus conhecimentos, responda: 

a) Qual o principal componente do gás natural utilizado na produção de fertilizantes nitrogenados? 

b) Uma outra forma de gerar H2 para a reação II é por meio da eletrólise da água utilizando energia solar. Escreva a equação balanceada da reação de eletrólise da água. Dê um argumento que justifique essa fonte de hidrogênio tornar o processo mais sustentável. 

c) O Brasil consome cerca de 6 milhões de toneladas de ureia por ano. Considerando que toda a produção de ureia tenha o metano como partida, qual a massa, em toneladas, de gás natural necessária para a obtenção de 6 milhões de toneladas de ureia? Considere que o metano corresponde a 50%, em massa, de gás natural.

Note e adote:

Massas molares (g/mol): H = 1; C = 12; N = 14; O = 16.

QUESTÃO ANTERIOR:

- Em laboratório, os peptídeos podem ser sintetizados com reagentes que promovem a ligação entre

GABABRITO E RESOLUÇÃO.

a) O gás natural tem como principal constituinte o hidrocarboneto de menor massa molar, o metano (CH4).

b) Equação global da eletrólise da água:

O processo é sustentável, pois utiliza-se a energia solar como energia limpa (não produz impacto ambiental como, por exemplo, a queima de combustível fóssil) e o gás hidrogênio verde (H2) é obtido da água, uma fonte renovável.

c) Somando as três reações fornecidas, obtemos a equação global a seguir:

Cálculo das massas molares das substâncias envolvidas na estequiometria:

MCH4= 12g/mol + 4 . 1g/mol = 16g/molMCO(NH2)

2 = 12g/mol + 16g/mol + 2 . 14gmol + 

+ 4 . 1g/mol = 60g/mol

x = 1,6 . 10⁶t de CH4

Como o enunciado cita que o metano corresponde a 50% em massa do gás natural, concluímos que a massa de gás natural é de 3,2 . 10⁶t.

massa de gás natural = 3,2 . 10⁶t

PRÓXIMA QUESTÃO:

- O escurecimento de joias e artigos de prata ocorre devido à reação da prata, na presença de oxigênio atmosférico, com compostos de enxofre presentes no próprio ambiente, formando o sulfeto de prata, que é um composto de coloração preta. 

QUESTÃO DISPONÍVEL EM:

- Prova FUVEST 2023 (2ª fase / 1º e 2º Dias) com Gabarito e Resolução