Energia Química no Cotidiano - Enem

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Faça bons estudos e boa prova de química no enem, determinação, dedicação e compromisso.

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Energia Química no Cotidiano - Enem

  1. 1. Química Tema: Fontes Energéticas Barral barralqímica@hotmail.com Energia Química no cotidiano Bons estudos, a educação dá vida aos sonhos.
  2. 2.  CONTEÚDO - ENEM  Energia química no cotidiano 1. Petróleo, gás natural e carvão; 2. Madeira e hulha; 3. Biomassa; 4. Biocombustíveis; 5. Impactos ambientais de combustíveis fósseis; 6. Energia nuclear; 7. Lixo atômico; 8. Vantagens e desvantagens do uso de energia nuclear. Energia Química no cotidiano
  3. 3.  INTRODUÇÃO  Fontes de Energia No que é baseada a matriz energética mundial? • no consumo de fontes de energia não renováveis; • porém, com o aquecimento global no Brasil e no mundo, a mudança na característica energética deve ser feita. • Fontes alternativas estão sendo implantadas e procuradas a fim de renovar a matriz energética. Energia Química no cotidiano No planeta, são encontrados diversos tipos de fontes energéticas.
  4. 4.  As Fontes de Energia podem ser Classificadas em:  Fontes renováveis Recurso que não é limitado; Os biocombustíveis, hidrelétricas, energia solar, eólica e outras. Essas fontes energéticas podem causar impactos ao meio ambiente.  Fontes não renováveis Recurso natural que não se renova e que pode acabar e o esgotamento de cada um deles pode ser em pequeno ou a longo prazo. O petróleo, carvão, urânio e outros. Produzem gases poluentes que podem ser provenientes de veículos, oleodutos, vazamento em navios, dentre outros. Fontes primárias de energia são aquelas que ocorrem da natureza como os combustíveis fósseis, água, vento e radiação solar. Já as fontes secundárias são obtidas a partir das fontes primárias, por exemplo: do petróleo é retirada a gasolina e o gasóleo. Energia Química no cotidiano
  5. 5. Energia Química no cotidiano Petróleo Palavras-chave: Combustíveis fosseis Óleo de Pedra; Derivados; Hidrocarbonetos; Fonte de energia; Esgotável; Destilação fracionada; Pré-sal.
  6. 6. Introdução Ele é encontrado na natureza associado a camadas de rochas sedimentares. Hoje, o petróleo pode ser encontrado tanto no continente como sob os oceanos. É insolúvel e menos denso do que a água; Substância oleosa e inflamável. Petróleo  Petróleo significa óleo de Pedra Energia Química no cotidiano É o resultado do acúmulo de seres vivos que foram soterrados em mares rasos a milhões de anos.
  7. 7. Utilizado por nossos ancestrais para impermeabilizar barcos, iluminação de ruas, unir pedras nas construções e até para preservar os seus mortos. A indústria do petróleo começou nos E.U.A. com a perfuração do primeiro poço produtor em 1859. Atualmente, os 10 maiores produtores de petróleo do mundo são: Rússia, Estados Unidos, Arábia Saudita, Irã, Iraque, Kuwait, Emirados Árabes Unidos, Venezuela, México e Inglaterra. Petróleo Energia Química no cotidiano
  8. 8. No Brasil, a primeira jazida de petróleo foi descoberta em 1939, no município de Lobato – BA. 1953 - instituiu-se o monopólio estatal da pesquisa, lavra, refinação, transporte e importação do óleo no Brasil, pela Petrobrás (Petróleo Brasileiro S.A.) A Petrobrás e a Shell são os líderes mundiais em exploração e produção em águas profundas. Das reservas atuais, 65% estão no Oriente Médio. Petróleo Petróleo no Brasil Energia Química no cotidiano
  9. 9. Introdução Na década de 1970, intensificou-se a exploração de bacias submersas. A identificação de petróleo na bacia de Campos, litoral do RJ, duplicou as reservas brasileiras. Mais de 20 campos de pequeno e médio portes foram encontrados mais tarde no litoral do RN, CE, BA, AL e SE. Em 1981, pela 1° vez, a produção dos campos submarinos ultrapassou a dos campos em terra. No início da década de 1980, o Brasil era, depois dos EUA, o país que mais perfurava no mar, mas, no final do séc., ainda precisava importar quase a metade do petróleo que consumia, apesar de suas reservas provadas de aproximadamente 3,8 bilhões de barris (0,2% das reservas internacionais). Petróleo Petróleo no Brasil Energia Química no cotidiano
  10. 10. Energia Química no cotidiano Petróleo Perfuração Uma jazida petrolífera contém água salgada e mistura gasosa, principalmente CH4, quando o local é perfurado a pressão dos gases faz com que o petróleo jorre para fora. Posteriormente é necessário bombear - petróleo bruto. Separações antes do refino: Decantação: Petróleo da água salgada. O petróleo é menos denso que a água por isso fica na parte superior. Filtração: separar areia e argila.
  11. 11. Energia Química no cotidiano Petróleo Refino O petróleo entra por uma fornalha onde é vaporizado; a seguir passa por uma torre de destilação (destilação fracionada) onde é separado em várias frações.
  12. 12. Petróleo  As frações Frações Composição PE / ºC Utilização Gás natural 1 a 2 carbonos -162 a -75º C Combustível GLP (gás liquefeito do petróleo) 3 a 4 carbonos - 42 a 20º C Gás de cozinha, Combustível Éter de petróleo 5 a 6 carbonos 20 a 60º C Solvente orgânico Benzina 7 a 8 carbonos 60 a 90º C Solvente Orgânico Gasolina 6 a 12 carbonos 40 a 200º C Combustível Óleo diesel 15 a 18 carbonos 250 a 300º C Combustível Óleo lubrificante 16 a 20 carbonos 300 a 400º C Lubrificante Parafina Sólidos de massa molar elevada acima (C36H74) 470 a 650º C Velas, alimentos, cosméticos. Asfalto HC parafínicos, aromáticos, heterocíclicos. ------------- Pavimentação Quanto maior é a massa molar, maior é a temperatura de ebulição Energia Química no cotidiano
  13. 13. Petróleo
  14. 14. Energia Química no cotidiano Petróleo  Vantagens Não necessita de muita mão de obra; Matéria-prima de mais de 300 produtos; Facilidade de armazenamento e transporte.  Desvantagens Produz poluição atmosférica; Exaustão das jazidas; Fonte esgotável de energia e degradação do meio ambiente.
  15. 15. Energia Química no cotidiano Petróleo O que é o pré-sal? É uma área de reservas petrolíferas que fica debaixo de uma profunda camada de sal, formando uma das várias camadas rochosas do subsolo marinho. No Brasil, esta camada compreende uma faixa que se estende ao longo de 800 quilômetros. Engloba o ES, SC, abaixo do leito do mar, além das bacias sedimentares do ES, Campos e Santos.
  16. 16. pré-sal, em razão da escala de tempo geológica, ou seja, o tempo de formação do petróleo. A camada de reserva de petróleo do pré-sal se formou antes (daí o termo “pré”) da outra rocha de camada salina, e foi encoberta por esta, milhões de anos depois. Petróleo
  17. 17. Energia Química no cotidiano Pré-sal Obstáculos enfrentados para a extração deste petróleo A profundidade em que ele se encontra: profundidades que superam mais de 7 mil m. Este petróleo está debaixo de 2 Km de água, mais 2 Km de rocha e, por fim, outros 2 Km de crosta de sal. • O sal: o sal é o maior problema enfrentado. A 3 ou 4 mil m de profundidade o sal se comporta como um material viscoso, instável. •Custo: em razão da profundidade, da complexidade da operação, do necessário desenvolvimento de novas tecnologias e do aumento da mão de obra, será necessário um grande investimento por parte do governo. •Manter o petróleo quente: o petróleo ferve dentro das rochas e é preciso mantê-lo aquecido, pois a queda de temperatura induz a formação de coágulos que entopem os dutos.
  18. 18. Energia Química no cotidiano Pré-sal  Benefícios com a extração do petróleo do pré-sal *O petróleo reservado nas camadas de pré-sal é considerado leve (baixa densidade), sendo igual ou inferior a 0,87.  Vantagens: A camada de sal conserva a qualidade do petróleo; Facilidade no refino; Produz mais derivados finos; Possui menos enxofre (S), por isso polui menos; Mais valorização no comércio mundial.
  19. 19. Energia Química no cotidiano Carvão, Madeira e Hulha Palavras-chave: Combustíveis fosseis; Material sólido; Combustão (queima); Mineral e Vegetal; Energia; Madeira; Hulha; Poluente;.
  20. 20. Energia Química no cotidiano Carvão Introdução  Até A 2° guerra mundial, o carvão era o combustível mais utilizado no mundo.  A descoberta dos combustíveis derivados do petróleo, que permitiu o desenvolvimento dos motores a explosão e abriu maiores perspectivas de velocidade e potência.  Surgimento da energia nuclear, relegaram o carvão a condição de fonte subsidiária de energia. No entanto, a disponibilidade de grandes jazidas de carvão mineral e o baixo custo do carvão vegetal ainda conferem a esse combustível um papel relevante.
  21. 21. Energia Química no cotidiano Carvão O que é o carvão? Como ele pode ser produzido? Por processo artificial, pela queima de madeira, como o carvão vegetal; ou originar-se de um longo processo natural, denominado encarbonização, pelo qual substâncias orgânicas, sobretudo vegetais, são submetidas à ação da temperatura terrestre durante cerca de 300 milhões de anos e transformam-se em carvão mineral. O carvão vegetal (artificial); O carvão mineral (natural). É um material sólido, poroso, de fácil combustão e capaz de gerar grandes quantidades de calor.
  22. 22. Energia Química no cotidiano Carvão Carvão Mineral ou Natural  É um combustível fóssil obtido por meio da fossilização da madeira.  A madeira é constituída basicamente de H, O e C, mas com o tempo, o H e o O são eliminados na forma de H2O, CO2 e CH4. o carvão mineral contem grande % de carbono (C).  Quais são os tipos de Carvão Mineral existem? Dependendo da composição e do porcentual de carbono, formam-se 4 tipos de carvões minerais:
  23. 23. Energia Química no cotidiano Carvão Mineral Hulha ou Carvão de Pedra é um dos que têm maior importância comercial, pois através da sua destilação a seco na ausência de ar, obtêm-se 3 frações de ampla aplicação, que são: -Fração gasosa: Contém H, CH4 e CO, sendo usada como combustível e para iluminação a gás de ruas; -Fração líquida: Contém 2 partes, as águas amoniacais, que são usadas principalmente para produzir fertilizantes, e o alcatrão de hulha, que é fracionado em 5 partes, sendo usadas para as mais diversas aplicações, tais como produção de tintas, medicamentos, plásticos e pavimentações asfálticas; -Fração sólida: Contém carvão de coque usado em indústrias siderúrgicas para produzir ferro e aço.
  24. 24. Energia Química no cotidiano Carvão Mineral 1) Revolução Industrial O carvão se tornou a fonte de energia mundial mais importante, pois o calor gerado na sua queima era utilizado na produção de vapor que movimentava máquinas, locomotivas e navios. No entanto, o carvão foi posteriormente superado por outro combustível fóssil, o petróleo.  Desvantagens do uso do carvão mineral e vegetal.  Sua queima gerava cinzas e o seu transporte é mais difícil, por ser sólido, ocupa grandes espaços.  O carvão vegetal é altamente poluente, porque possui um alto teor de enxofre (S), liberando na sua queima óxidos de enxofre, tais como o SO2 e SO3, que vão para a atmosfera e reagem com a H2O da chuva, tornando-a perigosamente ácida.
  25. 25. Energia Química no cotidiano Carvão Mineral 1) Reações de formação da Chuva Ácida S(s) + O2(g) → SO2(g) SO2(g) + H2O(l)→ HSO3(aq) (Ácido sulfuroso) SO2(g)+ ½ O2(g) → SO3(g) SO3(g) + H2O(l)→ H2SO4(aq) (Ácido sulfúrico)
  26. 26. Energia Química no cotidiano Carvão Mineral 1) Utilização atual do carvão mineral  É utilizado para gerar energia elétrica, principalmente na América do Norte e Europa. Desvantagens  Os combustíveis fósseis quando queimados, liberam gases poluentes para a atmosfera.  Na combustão completa dos combustíveis fósseis libera-se co2, o que tem contribuído fortemente para problemas ambientais como o aquecimento global.  Carvão mineral é que ele não é uma fonte renovável de energia, sendo que as estimativas são de que nossas reservas durem apenas mais 2 séculos.
  27. 27. Energia Química no cotidiano Gás Natural Palavras-chave: Combustíveis fosseis; Hidrocarbonetos; Gasoso; Metano; Fonte de energia; Efeito estufa.
  28. 28. Energia Química no cotidiano Gás Natural O que é o Gás Natural? Características É mais leve que o ar, é inodoro, incolor e atóxico. É uma fonte de energia limpa, que pode ser usado nas indústrias, fazendo a substituição de outros combustíveis mais poluentes. As reservas de gás natural são muito grandes e os combustíveis possuem várias aplicações em nosso dia-a-dia, melhorando a qualidade de vida das pessoas. é uma mistura de HC leves que à T ambiente e P atm. permanecem no estado gasoso.
  29. 29. Energia Química no cotidiano Gás Natural Onde pode se encontrado o Gás Natural? Na natureza em acumulações de rochas porosas no subsolo (terrestre ou marinho), e em locais arenosos que contêm petróleo nas profundidades do subsolo. Classificação: 2 categorias Gás natural associado: no reservatório, encontra-se em companhia do petróleo, estando dissolvido no óleo ou sob forma de uma capa de gás. Gás não associado: no reservatório, está livre do óleo ou este se encontra em concentrações muito baixas.
  30. 30. Energia Química no cotidiano Gás Natural Benefícios do Gás Natural como combustível •Baixo custo, porque geralmente são gases obtidos como subprodutos; •São combustíveis que formam com o ar uma mistura mais homogênea (distribuição nos cilindros, aumentando o rendimento do motor); • Aumenta também a facilidade da partida a frio do motor; • Causa um baixo impacto ambiental; • Facilidade de manuseio e transporte.
  31. 31. Energia Química no cotidiano Gás Natural Desvantagens do Gás Natural - Apresenta riscos de asfixia, incêndio e explosão. - Por ser mais leve que o ar tende a se acumular nas partes mais elevadas quando em ambientes fechados. - Por se tratar de um combustível fóssil, ele é uma energia não renovável, portanto, finita. - Em caso de fogo em locais com insuficiência de oxigênio, poderá ser gerado monóxido de carbono (altamente tóxico).
  32. 32. Energia Química no cotidiano Gás Natural Principais Gases Naturais • Metano CH4; • Etano C2H6; • Dióxido de carbono CO2; • Nitrogênio N2.  Os gases naturais obtidos através da refinaria de petróleo são: • Propano; • Butano; • Gás do gasogênio - esses gases são obtidos através da combustão do carbono.
  33. 33. Energia Química no cotidiano Gás Natural Gás Metano – CH4 Principal constituinte do gás natural, é amplamente empregado em indústrias gasoquímicas, transporte e geração de energia elétrica. Uma das suas principais vantagens: baixo índice de emissões de poluentes, em relação aos outros combustíveis.
  34. 34. Gás metano (CH4) Produzido no processo de decomposição da matéria orgânica. Fontes de emissão: Pântanos; Pecuária (digestão de animais herbívoros). Agricultura e a Alimentação, o gado é responsável por cerca de 18% do aquecimento global, uma contribuição maior que a do setor de transportes (ENEM-2011) Poluição Atmosférica Efeito Estufa Energia Química no cotidiano
  35. 35. Energia Química no cotidiano Metano - ENEM 03. (ENEM-2011) De acordo com o relatório “A grande sombra da pecuária” (Livestock’s Long Shadow), feito pela Organização das Nações Unidas para a Agricultura e a Alimentação, o gado é responsável por cerca de 18% do aquecimento global, uma contribuição maior que a do setor de transportes. A criação de gado em larga escala contribui para o aquecimento global por meio da emissão de a) metano durante o processo de digestão.. b) óxido nitroso durante o processo de ruminação. c) clorofluorcabono durante o transporte de carne. d) óxido nitroso durante o processo respiratório. e) dióxido de enxofre durante o consumo de pastagens.
  36. 36. Energia Química no cotidiano Metano - ENEM 12. (ENEM-2004) Há estudos que apontam razões econômicas e ambientais para que o gás natural possa vir a tornar-se, ao longo deste século, a principal fonte de energia em lugar do petróleo. Justifica-se essa previsão, entre outros motivos, porque o gás natural a) além de muito abundante na natureza é um combustível renovável. b) tem novas jazidas sendo exploradas e é menos poluente que o petróleo. c) vem sendo produzido com sucesso a partir do carvão mineral. d) pode ser renovado em escala de tempo muito inferior à do petróleo. e) não produz CO2 em sua queima, impedindo o efeito estufa.
  37. 37. Energia Química no cotidiano Metano - ENEM 13. (ENEM-2008) A biodigestão anaeróbica, que se processa na ausência de ar, permite a obtenção de energia e materiais que podem ser utilizados não só como fertilizante e combustível de veículos, mas também para acionar motores elétricos e aquecer recintos. O material produzido pelo processo esquematizado acima e utilizado para geração de energia é o a) biodiesel, obtido a partir da decomposição de matéria orgânica e(ou) por fermentação na presença de oxigênio. b) metano (CH4), biocombustível utilizado em diferentes máquinas. c) etanol, que, além de ser empregado na geração de energia elétrica, é utilizado como fertilizante. d) hidrogênio, combustível economicamente mais viável, produzido sem necessidade de oxigênio. e) metanol, que, além das aplicações mostradas no esquema, é matéria- prima na indústria de bebidas.
  38. 38. Energia Química no cotidiano Energia Limpa A Energia eólica, solar e os biocombustíveis fontes que são renováveis e que não lançam poluentes na atmosfera
  39. 39. Energia Química no cotidiano Biogás Palavras-chave: Lixo; Matéria orgânica; Aterro sanitário; Metano (CH4); Gás Carbônico (CO2); Biomassa; Energia; Renovável.
  40. 40. Energia Química no cotidiano Biogás Características é um recurso energético renovável que deriva da decomposição de matéria orgânica. Constituição: CH4 e CO2 e a sua principal produção se dá em aterros sanitários que coletam e tratam os gases produzidos pelo lixo que seriam liberados na atmosfera. Aplicações: é usado como um combustível renovável em caldeiras, veículos, etc.; As bactérias que se encontram nos lixões se proliferam, ocorrendo a fermentação e promovendo a liberação do biogás. Aterros sanitários de lixo urbano, há dutos que captam os gases liberados. Gases passam por processos de limpeza e desumidificação. Pressurizados e queimados em flares, onde o metano (CH4) é transformado em gás carbônico (CO2), que possui um potencial de aquecimento global cerca de 20 vezes menor.
  41. 41. Energia Química no cotidiano Biogás Biodigestores produz-se o biogás acrescentando-se biomassa, como resíduos agrícolas, bagaço de cana-de-açúcar, dejetos de animais, etc. *Composição química O biogás é composto tipicamente de metano (CH4) e gás carbônico (CO2), conforme a porcentagem a seguir: • 60% de CH4; • 35% de CO2 e; • 5% de uma mistura de outros gases (H2, N2, H2S, CO, NH3, O2 e aminas voláteis).
  42. 42. Energia Química no cotidiano Biogás Vantagens  É um recurso energético renovável;  Gera energia ecologicamente correta;  Diminui a utilização de recursos fósseis;  Poder ser usado em caldeiras e veículos;  Pode ser aproveitado em motogeradores instalados nos aterros sanitários para geração de energia elétrica e o calor rejeitado pelos motores pode ser usado pelo aterro para realizar a evaporação do chorume.  Auxilia nessa questão do aquecimento global e reduz os efeitos causados principalmente para a população em torno do aterro;  Diminui a quantidade de resíduos sólidos (lixo);  O resíduo formado no biodigestor é utilizado como fertilizante agrícola.
  43. 43. Energia Química no cotidiano Biogás Desvantagens Alta concentração de gás metano em sua constituição, o biogás acaba também poluindo muito o meio ambiente, contribuindo diretamente para o efeito estufa e o aquecimento global; Por isso a necessidade da transformação do metano em gás carbônico nos flares; No entanto, como combustível, o principal interesse no biogás se refere à combustão do metano que tem um bom índice de poder calorífico.
  44. 44. Energia Química no cotidiano Biomassa Palavras-chave: Matéria orgânica; Animal e vegetal; Combustão; Energia; Renovável; Resíduos;
  45. 45. Energia Química no cotidiano Biomassa: Toda matéria orgânica (animal ou vegetal) que pode ser utilizada na produção de energia; Energia de biomassa é gerada por meio da DECOMPOSIÇÃO de materiais orgânicos (esterco, restos de alimentos, resíduos agrícolas que produzem o CH4, é utilizado para a geração de energia). Como é obtida essa energia? Através da COMBUSTÃO da lenha, bagaço de cana-de- açúcar, resíduos florestais, resíduos agrícolas, casca de arroz, excrementos de animais, entre outras matérias orgânicas.
  46. 46.  vantagens •Baixo custo de operação; •Facilidade de armazenamento e transporte; •Proporciona o reaproveitamento dos resíduos; •Alta eficiência energética; •É uma fonte energética renovável e limpa; •Emite menos gases poluentes.  desvantagens Uso incorreto pode ocasionar: •A formação de grandes áreas desmatadas ; •Perda dos nutrientes do solo; •Erosões e; •Emissão excessiva de gases. Energia Química no cotidiano Biomassa
  47. 47. Energia Química no cotidiano Biocombustíveis Palavras-chave: Biomassa; Matéria orgânica; Combustível; Etanol (álcool); biodiesel; Óleos vegetais;
  48. 48. Energia Química no cotidiano Biocombustíveis Características  atualmente destacam-se:  ETANOL: produzido no Brasil a partir da cana-de-açúcar e, em outros países, como os EUA, a partir do milho.  BIODIESEL: obtido a partir de óleos vegetais, residuais (como de frituras) e gorduras animais. São produzidos a partir da biomassa (matéria orgânica animal e vegetal).
  49. 49. Energia Química no cotidiano Biocombustíveis - ENEM 11. (ENEM-2011) Os biocombustíveis de primeira geração são derivados da soja, milho e cana-de-açúcar e sua produção ocorre através da fermentação. Biocombustíveis derivados de material celulósico ou biocombustíveis de segunda geração – coloquialmente chamados de “gasolina de capim” – são aqueles produzidos a partir de resíduos de madeira (serragem, por exemplo), talos de milho, palha de trigo ou capim de crescimento rápido e se apresentam como uma alternativa para os problemas enfrentados pelos de primeira geração, já que as matérias-primas são baratas e abundantes. DALE, B. E.; HUBER, G. W. Gasolina de capim e outros vegetais. Scientific American Brasil. Ago. 2009. n.° 87 (adaptado). O texto mostra um dos pontos de vista a respeito do uso dos biocombustíveis na atualidade, os quais a) são matrizes energéticas com menor carga de poluição para o ambiente e podem propiciar a geração de novos empregos, entretanto, para serem oferecidos com baixo custo, a tecnologia da degradação da celulose nos biocombustíveis de segunda geração deve ser extremamente eficiente. b) oferecem múltiplas dificuldades, pois a produção é de alto custo, sua implantação não gera empregos, e deve se ter cuidado com o risco ambiental, pois eles oferecem os mesmos riscos que o uso de combustíveis fósseis. c) sendo de segunda geração, são produzidos por uma tecnologia que acarreta problemas sociais, sobretudo decorrente ao fato de a matéria-prima ser abundante e facilmente encontrada, o que impede a geração de novos empregos. d) sendo de primeira e segunda geração, são produzidos por tecnologias que devem passar por uma avaliação criteriosa quanto ao uso, pois uma enfrenta o problema da falta de espaço para plantio da matéria-prima e a outra impede a geração de novas fontes de emprego. e) podem acarretar sérios problemas econômicos e sociais, pois a substituição do uso de petróleo afeta negativamente toda uma cadeia produtiva na medida em que exclui diversas fontes de emprego nas refinarias, postos de gasolina e no transporte de petróleo e gasolina.
  50. 50. Energia Química no cotidiano Biocombustíveis Etanol (álcool): mais difundido de biocombustível no Brasil vantagem O álcool proveniente da cana de açúcar; Causa menor poluição em comparação aos combustíveis derivados do petróleo. A cana é um produto completo porque produz açúcar, álcool e bagaço, cujo vapor gera energia elétrica. Desvantagens O fato de não resolver o problema da dependência do petróleo, devido à inflexibilidade no refino do mesmo. O álcool proveniente da cana-de-açúcar tem sido o biocombustível número 1 na política brasileira de incentivo a energias alternativas ao petróleo.
  51. 51. Energia Química no cotidiano Etanol - ENEM 10. (ENEM-2011) O etanol é considerado um biocombustível promissor, pois, sob o ponto de vista do balanço de carbono, possui uma taxa de emissão praticamente igual a zero. Entretanto, esse não é o único ciclo biogeoquímico associado à produção de etanol. O plantio da cana-de-açúcar, matéria-prima para a produção de etanol, envolve a adição de macronutrientes como enxofre, nitrogênio, fósforo e potássio, principais elementos envolvidos no crescimento de um vegetal. Revista Química Nova na Escola, n.º 28, 2008. O nitrogênio incorporado ao solo, como consequência da atividade descrita anteriormente, é transformado em nitrogênio ativo e afetará o meio ambiente, causando a) o acúmulo de sais insolúveis, desencadeando um processo desalinificação do solo. b) a eliminação de microrganismos existentes no solo responsáveis pelo processo de desnitrificação. c) a contaminação de rios e lagos devido à alta solubilidade de íons como NO3– e NH4+ em água. d) a diminuição do pH do solo pela presença de NH3, que reage com a água, formando o NH4OH (aq). e) a diminuição da oxigenação do solo, uma vez que o nitrogênio ativo forma espécies químicas do tipo NO2, NO3–, N2O.
  52. 52. Energia Química no cotidiano Biocombustíveis Biodiesel: óleo virgem derivado de espécies de plantas vantagem a possibilidade real de substituir quase todos os derivados do petróleo sem modificação nos motores, eliminando a dependência do petróleo. menos poluente, pois reduz as emissões poluentes dos derivados de petróleo (em cerca de 40%, sendo que seu potencial cancerígeno é cerca de 94% menor que os derivados do petróleo) possui elevada capacidade de lubrificar as máquinas ou motores; é seguro para armazenar e transportar porque é biodegradável, não tóxico e não explosivo nem inflamável à T ambiente, não contribui para a CÁ por não apresentar S em sua composição, permite dispensar investimentos em grandes usinas, ou linhas de transmissão, para atendimento local de energia em regiões com pequena demanda
  53. 53. Energia Química no cotidiano Biocombustíveis Biodiesel: óleo virgem derivado de espécies de plantas As plantas mais utilizadas atualmente para produção do biodiesel são: a soja, a colza, o pinhão manso, mamona, dendê, girassol e macaúba. As mais produtivas são o dendê e a macaúba - típica do litoral brasileiro), confirmando a potencialidade das palmeiras. A soja é a mais utilizada nos EUA, onde também é comum misturar com restos de óleos usados para fritura. A colza é a principal planta estudada e plantada para este fim na União Européia.
  54. 54. Energia Química no cotidiano Biocombustíveis Biodiesel: óleo virgem derivado de espécies de plantas Existem outras muito produtivas, como a castanha do Pará, o coco e a copaíba, porém outros derivados seus são mais interessantes economicamente. Tendo em vista tantas vantagens, o governo brasileiro têm estimulado a produção e comercialização do biodiesel, sendo o marco principal a publicação do Decreto No. 5.488, em 20 de maio de 2005, que regulamenta a lei 11.097 (janeiro/2005). Essa lei dispõe sobre a introdução do biodiesel na matriz energética brasileira. Inicialmente a proporção autorizada é 2% do diesel comum até 2008, 5% até 2013 e já é pensado 20%, sendo que nos Estados Unidos, os automóveis movidos com 100% de biodiesel têm apresentado rendimentos surpreendentes.
  55. 55. Energia Química no cotidiano Biocombustíveis Biodiesel: óleo virgem derivado de espécies de plantas O maior problema está no fato de serem plantas exóticas, sendo que a macaúba, o buriti, o pinhão manso e o babaçu, todas nativas, apresentam grande potencial, só não sendo mais produtivas que o dendê, o qual ainda tem a vantegem de apretesentar baixo custo de produção (custa cerca de um terço do óleo diesel europeu).  Todavia, o conhecimento sobre a cultura das nativas ainda é incipiente e a tecnologia para utilização precisa de muitos estudos para ser mais viável economicamente. Ao contrário, as exóticas são mais conhecidas, suas culturas já são dominadas agronomicamente e existem muitos estudos publicados.
  56. 56. Energia Química no cotidiano Outras fontes de Energia
  57. 57. Energia Química no cotidiano Energia Eólica  Eólias: hélices presas em um pilar, que captam a energia mecânica produzida pelos ventos para transformá-la em energia elétrica.  vantagens É considerada uma importante fonte de energia por se tratar de uma fonte limpa (não gera poluição e não agride o meio ambiente).  Desvantagens A instalação desse tipo de usina pode causar: alteração na paisagem, poluição sonora, interferência em transmissões de rádio e televisão, além da ameaça aos pássaros. Uso no mundo Atualmente, apenas 1% da energia gerada no mundo provém deste tipo de fonte. Porém, o potencial para exploração é grande. Os países que mais geram energia eólica: 1º - China (62,7 mil megawatts) 2º - EUA (46,9 mil megawatts)
  58. 58. Energia Química no cotidiano Energia Eólica no ENEM 19. (ENEM-2007) Qual das seguintes fontes de produção de energia é a mais recomendável para a diminuição dos gases causadores do aquecimento global? A) Óleo diesel. B) Gasolina. C) Carvão mineral. D) Gás natural. E) Vento.
  59. 59. Energia Química no cotidiano Energia Eólica no ENEM 17. (ENEM-2012) Suponha que você seja um consultor e foi contratado para assessorar a implantação de uma matriz energética em um pequeno país com as seguintes características: região plana, chuvosa e com ventos constantes, dispondo de poucos recursos hídricos e sem reservatórios de combustíveis fósseis. De acordo com as características desse país, a matriz energética de menor impacto e risco ambientais é a baseada na energia a) dos biocombustíveis, pois tem menos impacto ambiental e maior disponibilidade. b) solar, pelo seu baixo custo e pelas características do país favoráveis à sua implantação. c) nuclear, por ter menos risco ambiental a ser adequadeada a locais com menor extensão territorial, d) hidráulica, devido ao relevo, à extensão territorial do país e aos recursos naturais disponíveis. e) eólica, pelas características do país e por não gerar gases do efeito estufa nem resíduos de operação...
  60. 60. Energia Química no cotidiano Energia Solar Os painéis solares com células VOLTAICAS, cujo principal componente é o Si, captam a energia do sol que pode ser usada em residências para aquecer a água e ambientes, além de, forma indireta, produzirem energia elétrica. Desvantagens  Impactos ambientais: na extração e no processamento do silício.  O custo da instalação desse tipo de geração de energia é elevado.  Não é acessível para a maioria da população. Vantagens A luz solar é um recurso natural renovável e não poluente.
  61. 61. Energia Química no cotidiano Energia Solar no ENEM 22. (ENEM/2010) Deseja-se instalar uma estação de geração de energia elétrica em um município localizado no interior de um pequeno vale cercado de altas montanhas de difícil acesso. A cidade é cruzada por um rio, que é fonte de água para consumo, irrigação das lavouras de subsistência e pesca. Na região, que possui pequena extensão territorial, a incidência solar é alta o ano todo. A estação em questão irá abastecer apenas o município apresentado. Qual forma de obtenção de energia, entre as apresentadas, é a mais indicada para ser implantada nesse município de modo a causar o menor impacto ambiental? a) Termelétrica, país é possível utilizar a água do rio no sistema de refrigeração. b) Eólica, pois a geografia do local é própria para a captação desse tipo de energia. c) Nuclear, pois o modo de resfriamento de seus sistemas não afetaria a população. d) Fotovoltaica, pois é possível aproveitar a energia solar que chega à superfície do local. e) Hidrelétrica, pois o rio que corta o município é suficiente para abastecer a usina construída.
  62. 62. Energia Química no cotidiano Energia maremotriz A energia cinética proveniente das ondas dos mares é aproveitada para gerar energia elétrica ao passar pelas turbinas.
  63. 63. Energia Química no cotidiano Energia Geotérmicas Geotérmica “Geo” (terra) e “térmica” (calor);  É a energia calorífica da terra.  A energia calorífica que vem do interior da terra. Tal calor é trazido para a superfície como vapor ou água quente. É usada para o aquecimento de habitações e convertida em eletricidade. Desvantagens Energia de baixo rendimento; Energia que está limitada a zonas de atividade tectónica; Libertação de gases para atmosfera, como o sulfureto de hidrogénio e o CO2, que são poluentes e corrosivos. Vantagens Possui diversas utilizações, sendo renovável.
  64. 64. Energia Química no cotidiano Energia Hidráulica São construídas grandes Usinas Hidrelétrica que aproveitam o movimento das águas de rios que possuem desníveis naturais ou artificiais.
  65. 65. Usinas Hidrelétricas •Desvantagens e críticas:  Destruição de biodiversidade;  Emissão de poluentes atmosféricos;  Alteração das condições físico e químicas da água;  Deslocamento de populações humanas vulneráveis.  Alagamentos, mudanças na paisagem original, entre outros. •Alguns pontos positivos:  Forma barata de produção de energia, principalmente para grandes centros urbanos;  Fonte renovável de energia;  Outras fontes de energia também levam a impactos ambientais. Energia Química no cotidiano
  66. 66. Energia Química no cotidiano Usinas Hidrelétricas - ENEM 04. (ENEM-2011) Segundo dados do Balanço Energético Nacional de 2008, do Ministério das Minas e Energia, a matriz energética brasileira é composta por hidrelétrica (80%), termelétrica (19,9%) e eólica (0,1%). Nas termelétricas, esse percentual é dividido conforme o combustível usado, sendo: gás natural (6,6%), biomassa (5,3%), derivados de petróleo (3,3%), energia nuclear (3,1%) e carvão mineral (1,6%). Com a geração de eletricidade da biomassa, pode se considerar que ocorre uma compensação do carbono liberado na queima do material vegetal pela absorção desse elemento no crescimento das plantas. Entretanto, estudos indicam que as emissões de metano (CH4) das hidrelétricas podem ser comparáveis às emissões de CO2 das termelétricas. No Brasil, em termos do impacto das fontes de energia no crescimento do efeito estufa, quanto à emissão de gases, as hidrelétricas seriam consideradas como uma fonte a) limpa de energia, contribuindo para minimizar os efeitos deste fenômeno. b) eficaz de energia, tomando-se o percentual de oferta e os benefícios verificados. c) limpa de energia, não afetando ou alterando os níveis dos gases do efeito estufa. d) poluidora, colaborando com níveis altos de gases de efeito estufa em função de seu potencial de oferta... e) alternativa, tomando-se por referência a grande emissão de gases de efeito estufa das demais fontes geradoras.
  67. 67. Energia Química no cotidiano Usinas Hidrelétricas - ENEM 09. (ENEM/2009) A economia moderna depende da disponibilidade de muita energia em diferentes formas, para funcionar e crescer. No Brasil, o consumo total de energia pelas indústrias cresceu mais de quatro vezes no período entre 1970 e 2005. Enquanto os investimentos em energias limpas e renováveis, como solar e eólica, ainda são incipientes, ao se avaliar a possibilidade de instalação de usinas geradoras de energia elétrica, diversos fatores devem ser levados em consideração, tais como os impactos causados ao ambiente e às populações locais. Em uma situação hipotética, optou-se por construir uma usina hidrelétrica em região que abrange diversas quedas d’água em rios cercados por mata, alegando-se que causaria impacto ambiental muito menor que uma usina termelétrica. Entre os possíveis impactos da instalação de uma usina hidrelétrica nessa região, inclui-se a) a poluição da água por metais da usina. b) a destruição do habitat de animais terrestres.. c) o aumento expressivo na liberação de CO2 para a atmosfera. d) o consumo não renovável de toda água que passa pelas turbinas. e) o aprofundamento no leito do rio, com a menor deposição de resíduos no trecho de rio anterior à represa.
  68. 68. Energia Química no cotidiano Usina Termelétricas Instalação que produz energia elétrica a partir da queima de carvão, óleo combustível ou gás natural em uma caldeira projetada para esta finalidade específica. Vantagens: é poderem ser construídas onde são mais necessárias, economizando assim o custo das linhas de transmissão. O gás natural pode ser usado como matéria- prima para gerar calor, eletricidade e força motriz, nas indústrias siderúrgica, química, petroquímica e de fertilizantes, com a vantagem de ser menos poluente que os combustíveis derivados do petróleo e o carvão. Desvantagens: Entretanto, o alto preço do combustível é um fato desfavorável. Dependendo do combustível, os impactos ambientais, como poluição do ar, aquecimento das águas, o impacto da construção de estradas para levar o combustível até a usina, etc.
  69. 69. Energia Química no cotidiano Energia Eólica no ENEM 15. (ENEM-2013) Química Verde pode ser definida como a criação, o desenvolvimento e a aplicação de produtos e processos químicos para reduzir ou eliminar o uso e a geração de substâncias nocivas à saúde humana e ao ambiente. Sabe-se que algumas fontes energéticas desenvolvidas pelo homem exercem, ou tem potencial para exercer, em algum nível, impactos ambientais negativos. CORREA. A. G.; ZUIN, V. G. (Orgs.). Química Verde: fundamentos e aplicações. São Carlos. EduFSCar, 2009. À luz da Química Verde, métodos devem ser desenvolvidos para eliminar ou reduzir a poluição do ar causada especialmente pelas a) hidrelétricas. b) termelétricas. c) usinas geotérmicas. d) fontes de energia solar. e) fontes de energia eólica.
  70. 70. Energia Química no cotidiano Combustível de HIDROGÊNIO – H2 O combustível do futuro; Fonte de energia renovável, inesgotável e não poluente; No estado natural e sob cntp, o H2 é um gás incolor, inodoro e insípido, quando é queimado com oxigênio puro, os únicos produtos são calor e água. Indústrias petrolíferas estudam a adoção desse elemento para gerar energia elétrica e como combustível veicular.
  71. 71. Energia Química no cotidiano Impactos ambientais de combustíveis fósseis; Palavras-chave: Combustível; Gasolina; Álcool; Diesel; Poluição; Catalisadores.
  72. 72. Energia Química no cotidiano Impactos ambientais de combustíveis fosseis Qual é o combustível que mais polui a atmosfera? Qual será o combustível que mais prejudica nossa saúde: o álcool, o diesel, ou a gasolina?  As indústrias de automóvel deram um importante passo ao lançarem os veículos “total flex”. O álcool polui em menos proporção que a gasolina, mas não pode ser classificado como não-poluente; Álcool - a queima do álcool emite menos gases poluentes na atmosfera, pelo fato de ser derivado da fermentação da cana-de-açúcar. Gasolina - derivada do petróleo, não possui um motor que faz a combustão de forma correta, lançando na atmosfera gases que prejudicam a saúde humana e o meio ambiente.
  73. 73. Energia Química no cotidiano Impactos ambientais de combustíveis fosseis O álcool e a gasolina poluem menos do que o diesel, graças ao catalisador. Catalisador: peça vital para reduzir a emissão de gases poluentes. Faz com que gases mais prejudiciais, como os CO, sejam transformados em substâncias menos perigosas. O diesel se torna o grande vilão no trânsito, e para agravar a situação, os veículos movidos a diesel, como ônibus e caminhões, não são equipados com bons catalisadores; Composição do diesel Formados por grandes cadeias de carbonos; Apresenta metais pesados altamente nocivos (causar males neurológicos). O biodiesel é a solução para evitar esse desastre mundial, e o brasil sai na frente na conquista desse importante aliado no combate aos problemas ambientais.
  74. 74. Energia Química no cotidiano Energia Nuclear Palavras-chave: Núcleo, átomo; Fissão; Urânio (U); Usinas Nucleares; Renovável; Resíduos;
  75. 75. Energia Química no cotidiano Energia Nuclear Energia Atômica é obtida por meio da fissão ou fusão dos núcleos atômicos de URÂNIO enriquecido e, dessa forma, uma grande quantidade de energia é liberada. Fissão nuclear: Processo que consiste na divisão de 1 núcleo em 2 núcleos menores, em um tamanho comparável. Fusão nuclear: é processo onde, por meio de uma colisão e junção de 2 núcleos, é formado um núcleo maior.  Reator Nuclear Central Térmica Nuclear, onde a fonte de calor é o urânio -235, em vez de óleo combustível ou de carvão.
  76. 76. Energia Química no cotidiano Energia Nuclear Brasil RJ - central nuclear Almirante, unidades: Angra 1, Angra 2 e Angra 3; porém, apenas Angra 2 está em funcionamento. O Brasil possui reservas de urânio em Poços de Caldas e Quadrilátero Ferrífero (MG), Campos Belos (GO), Lago Real (BA), Figueira(PR), Itatiaia(CE) e Espinharas(PB). Em 1956, foi criada a Comissão Nacional de Energia Nuclear (Cnen), que tinha o objetivo de desenvolver formas de promover tecnologias radioativas e estimular sua melhor aplicação, além de garantir a segurança das usinas nucleares.
  77. 77. Energia Química no cotidiano Energia Nuclear Acidentes em Usinas Nucleares Three Miles Island – Usina na Pensilvânia (EUA) e, em 1979, foram liberados índices de radioatividade que atingiram regiões vizinhas. Chernobyl – Ocorreu o vazamento de radiação na usina ucraniana que deixou milhares de feridos e mortos em 1986, sendo que a radiação pode ser a causa de mais de 1 milhão de casos de câncer nos 20 anos posteriores.
  78. 78. Energia Química no cotidiano Energia Nuclear Características Os prótons (p+) têm a tendência de se repelirem, porque têm a mesma carga (+). Como eles estão juntos no núcleo, comprova-se a realização de um trabalho para manter essa estrutura, implicando, em consequência, na existência de energia no núcleo dos átomos com mais de uma partícula. Utilização da Energia Nuclear Para liberar a energia nuclear baseou-se na possibilidade de dividir-se o núcleo de um átomo “pesado”; Divisão p+ e n0, em 2 núcleos menores, através do impacto de um nêutron. A energia que mantinha juntos esses núcleos menores, antes constituindo um só núcleo maior, seria liberada, na maior parte, em forma de calor (energia térmica).
  79. 79. Energia Química no cotidiano Energia Nuclear  Vantagens Possui mais reservas e requer menos áreas. Não contribui para o efeito estufa; Causa maior independência energética.  Desvantagens Os custos de operação são altos; O lixo atômico possui destino incerto; Riscos de acidentes (liberação de radiação); Construção de armas nucleares; Problema da água aquecida que retorna aos lagos, rios e mares, podendo causar a morte de peixes e outros seres vivos.
  80. 80. 43. (ENEM-2003) Na música "Bye, bye, Brasil", de Chico Buarque de Holanda e Roberto Menescal, os versos "puseram uma usina no mar talvez fique ruim pra pescar“ poderiam estar se referindo à usina nuclear de Angra dos Reis, no litoral do Estado do Rio de Janeiro. No caso de tratar-se dessa usina, em funcionamento normal, dificuldades para a pesca nas proximidades poderiam ser causadas A) pelo aquecimento das águas, utilizadas para refrigeração da usina, que alteraria a fauna marinha. B) pela oxidação de equipamentos pesados e por detonações que espantariam os peixes. C) pelos rejeitos radioativos lançados continuamente no mar, que provocariam a morte dos peixes. D) pela contaminação por metais pesados dos processos de enriquecimento do urânio. E) pelo vazamento de lixo atômico colocado em tonéis e lançado ao mar nas vizinhanças da usina. Energia Química no cotidiano Energia Nuclear - ENEM
  81. 81. Energia Química no cotidiano Usinas Hidrelétricas - ENEM 21. (ENEM-2004) O debate em torno do uso da energia nuclear para produção de eletricidade permanece atual. Em um encontro internacional para a discussão desse tema, foram colocados os seguintes argumentos: 1. Uma grande vantagem das usinas nucleares é o fato de não contribuírem para o aumento do efeito estufa, uma vez que o urânio, utilizado como “combustível”, não é queimado mas sofre fissão. 2. Ainda que sejam raros os acidentes com usinas nucleares, seus efeitos podem ser tão graves que essa alternativa de geração de eletricidade não nos permite ficar tranquilos. A respeito desses argumentos, pode-se afirmar que a) o primeiro é válido e o segundo não é, já que nunca ocorreram acidentes com usinas nucleares. b) o segundo é válido e o primeiro não é, pois de fato há queima de combustível na geração nuclear de eletricidade. c) o segundo é valido e o primeiro é irrelevante, pois nenhuma forma de gerar eletricidade produz gases do efeito estufa. d) ambos são válidos para se compararem vantagens e riscos na opção por essa forma de geração de energia. e) ambos são irrelevantes, pois a opção pela energia nuclear está-se tornando uma necessidade inquestionável.
  82. 82. Energia Química no cotidiano Lixo Atômico Palavras-chave: Lixo atômico; Reator Atômico; Radioatividade; Riscos;
  83. 83. Energia Química no cotidiano Lixo atômico Funcionamento de uma reator atômico São criados e descartados dejetos de: cs, sr, I, kr, pl.  O lixo atômico tratado indevidamente pode provocar: Sérios riscos à humanidade, pois abrange todo material que não pode ser reutilizado e que contém elementos radioativos. O lixo atômico não pode ser tratado como lixo comum.  Existem 3 categorias de lixo atômico: Resíduo de alto nível (HLW, de high level waste); Resíduo de nível intermediário (ILW, intermediate level waste) e; Resíduo de baixo nível (LLW, de low level waste).
  84. 84. Energia Química no cotidiano Lixo Atômico Onde depositar o lixo atômico? Uma vez que a radioatividade desses rejeitos se prolonga por milhares de anos e é extremamente nociva aos seres vivos, resta buscar ajuda aos órgãos competentes para um descarte adequado. Geralmente o lixo atômico é colocado em caixas de concreto com paredes espessas e só então lançado ao mar, porém, é impossível garantir proteção ao conteúdo radioativo. As caixas tendem a se deteriorar com o tempo e expor novamente a radiação, o que é preocupante aos especialistas, considerando as gerações futuras.
  85. 85. Quer um super simulado gabaritado com 48 questões sobre esse assunto (energia química no cotidiano) e a relação da química com as tecnologias, a sociedade e o meio ambiente. Envie um email para: barralquimica@hotmail.com ou mande uma msg pelo facebook: Joelson Barral bons estudos. A educação dá vida aos sonhos. Energia Química no cotidiano
  86. 86. Fontes •http://vestibular.brasilescola.com/enem/conteudo-programatico-quimica-para-enem.htm Energia Química no cotidiano

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