Professor (a): Vicente Alves
Turma: 1º E, F e G
Disciplina: Química
Canal de resposta: https://docs.google.com/forms/d/e/1FAIpQLSdUeQ2QMJ6y7XJ57rbL-M7f5fdfTObpbfvj-HRQ7DitC66Cig/viewform
Período de envio: até 15/05/2020
Material utilizado: Texto e questões no google formulários
Tarefas: Leia o texto e responda
as questões.
Orientações: Faça a leitura do texto e responda as
questões através do link que está no final da atividade. Após responder as
questões envie as respostas.
Processo de produção de álcool
O processo de
produção de álcool envolve basicamente as etapas de moagem, produção do melaço,
fermentação e destilação.
O álcool ao qual costumamos nos referir no dia a dia é, na verdade, o
etanol (H3C - CH2 - OH). Esse
composto, também conhecido como álcool comum ou álcool etílico, possui uma
diversidade muito ampla de aplicações. Apenas para citar algumas delas, temos:
uso na fabricação de remédios, na síntese de compostos orgânicos (como o
acetaldeído, o ácido acético e o éter comum); como combustível de automóveis,
como solvente de tintas, vernizes e perfumes; é usado misturado com a gasolina;
em bebidas alcoólicas, em soluções desinfetantes e como antisséptico.
Tendo em vista a
importância do álcool, é interessante conhecer como ele é fabricado. Existem
dois processos de produção, que são:
(1) Reação de hidratação do etileno:
CH2 = CH2 + H2O → H3C — CH2 — OH
Em países onde não
há muito território disponível para plantações, costuma-se utilizar esse
processo para a produção de álcool. Para acelerar a reação, usa-se o ácido
sulfúrico como catalisador.
(2) Fermentação de açúcares:
No Brasil, a principal matéria-prima utilizada para a produção do etanol
é a cana-de-açúcar. Nos Estados Unidos, utiliza-se o milho. Inclusive, o Brasil responde por 35% da produção
mundial de etanol, ficando atrás somente dos Estados Unidos, que responde por
37,5%.
Outras
matérias-primas que podem ser utilizadas na produção de álcool são suco de
frutas, beterraba, substâncias amiláceas, tais como o arroz, o trigo e a
batata; e substâncias celulósicas, como a madeira e o papel.
Observe as principais
etapas do processo de produção do álcool:
1º)
Colheita da cana-de-açúcar: Isso pode ser feito com colheitadeiras
mecânicas (como mostra a imagem a seguir) ou de forma manual através da queima
da palha que envolve a base do vegetal e do corte do caule. Cerca de uma
tonelada de cana-de-açúcar colhida dá origem a 70 litros de etanol.
A cana proveniente
da lavoura é pesada e pode passar por uma análise química para quantificação do
açúcar presente nela.
2º)
Moagem da cana-de-açúcar: A cana é triturada nas moendas das usinas,
liberando assim o seu caldo conhecido como garapa. A garapa contém elevado teor
de sacarose (açúcar – C12H22O11) e, por isso,
pode também sofrer cristalização e ser utilizada na produção de açúcar comum.
O bagaço da
cana-de-açúcar não é desperdiçado, mas sim queimado nas caldeiras para liberar
energia que é usada na produção da eletricidade para a própria usina.
3º)
Produção do melaço: A garapa é aquecida a cerca de 105ºC e produz o melaço, isto é,
uma solução de cerca de 40% de sacarose. Essa parte é importante para deixar o
caldo o mais puro possível e, assim, não haver contaminantes na próxima etapa.
4º)
Fermentação: O melaço é levado para sofrer fermentação. Isso é feito por
inocular o micro-organismo (levedura) Saccharomyces cerevisae,
que, na presença de sacarose, produz uma enzima denominada invertase. Esta atua como catalisadora da reação de
hidrólise da sacarose, produzindo glicose e frutose, como mostra a equação
química a seguir:
Atuação da enzima invertase como
catalisadora da reação de hidrólise da sacarose
Depois esse micro-organismo origina outra enzima, a zimase, que catalisa a transformação da glicose e
da frutose em etanol:
Atuação da zimase como
catalisadora da reação de formação do etanol a partir da glicose e frutose
Observe na imagem a
seguir que, nesse processo de fermentação, ocorre a liberação intensa de
bolhas. Isso ocorre pela presença do gás carbônico que foi liberado na reação
anterior. Essa reação também é bastante exotérmica, ou seja, libera muito
calor.
Fermentação na produção do etanol
5º) Destilação: Na
fermentação do melaço, obtém-se o chamado mosto fermentado, que, por sua vez, é
levado para a destilação fracionada. Como mostrado no texto Destilação, esse é um
processo de separação dos componentes de misturas homogêneas.
Assim, por meio dessa técnica, obtém-se o álcool comum a 96 ºGL (graus
Gay-Lussac), o que significa que ele possui 96% de etanol e 4% de água.
Para medir a pureza do álcool fabricado, costuma-se utilizar um
alcoômetro, que é um aparelho com as graduações na parte externa de seu tubo de
vidro e com chumbo na parte inferior que fica submerso em um líquido. A
graduação igual a 0ºGL corresponde ao valor da água pura, e a graduação de
100ºGL, ao etanol puro.
A partir daqui, o
caminho que o álcool seguirá dependerá de seu uso. Quando se pretende usar o
álcool misturado com a gasolina, por exemplo, é necessário ter 100% de etanol —
o chamado álcool anidro —, isto é, não pode haver nada de água. Como a água é
polar e a gasolina é apolar, essas duas substâncias não se misturam e, se
houvesse mistura, a qualidade do combustível seria diminuída. Para obtenção do
álcool anidro, realiza-se a destilação do álcool a 96ºGL com benzeno, que
arrasta consigo a água.
O álcool usado na
produção de bebidas alcoólicas possui impostos mais caros. Assim, para que o
álcool que vai para o uso em combustível não seja desviado para a fabricação de
bebidas, são adicionadas a ele certas substâncias que lhe conferem um cheiro e
sabor ruins. Esse é o chamado álcool desnaturado.
Leia o texto e
responda as questões: (através do link abaixo)
De acordo com as informações acima, é correto afirmar
que:
A) álcool hidratado constitui uma mistura heterogênea de
etanol e água.
B) etanol e CaO
reagem formando Ca(OH)2
C) álcool e água
não podem ser separados completamente por destilação simples por formarem
mistura azeotrópica.
D) CaO e Ca(OH)2
são totalmente solúveis em etanol.
E) a mistura de
Ca(OH)2 e etanol é homogênea.
2) A produção de
álcool combustível a partir do açúcar da cana está diretamente relacionada a
qual dos processos metabólicos de microrganismos abaixo relacionados?
A) Respiração.
B) Fermentação.
C) Digestão.
D) Fixação de N2.
E) Quimiossíntese.
3) . Descreva a
fórmula química do álcool.
4). Qual é a matéria prima de produção do álcool.
5) Segundo o
texto quais produtos podem ser fabricados usando como matéria prima o álcool?
6). Descreva o processo de fermentação
na produção de álcool.
7). Como atua a
invertase?
8) O que é
destilação?
9). Quais os dois
processos usados para produzir álcool?
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