A respiração aeróbica é um processo que necessita do gás oxigênio para converter moléculas de carboidratos, como a glicose (C6H12O6 – massa molar = ...

Alternativa C - 72,0 g.

Introdução

A questão aborda o processo de respiração aeróbica, um conceito fundamental na biologia e na química, que descreve como os organismos obtêm energia a partir da quebra de moléculas orgânicas, como a glicose, na presença de oxigênio. O foco é a estequiometria da reação, ou seja, a relação quantitativa entre reagentes e produtos. Para resolver a questão, é necessário aplicar os princípios de balanceamento de equações químicas e cálculos molares.

Desenvolvimento

A respiração aeróbica é um processo metabólico catabólico que ocorre na maioria dos organismos eucarióticos e em alguns procarióticos. Ela consiste na oxidação completa da glicose (C6H12O6) utilizando oxigênio (O2) como aceptor final de elétrons, liberando energia na forma de ATP, juntamente com a produção de dióxido de carbono (CO2) e água (H2O) como subprodutos. A equação química balanceada fornecida é crucial para determinar as proporções molares entre os reagentes e produtos.

A equação balanceada é: C6H12O6 (s) + 6O2 (g) → 6H2O (ℓ) + 6CO2 (g) + Energia

Esta equação nos informa que:

• 1 mol de glicose (C6H12O6) reage com 6 mols de oxigênio (O2).
• Esta reação produz 6 mols de água (H2O) e 6 mols de dióxido de carbono (CO2).
• A massa molar da glicose (C6H12O6) é dada como 180 g/mol.

Para resolver a questão, devemos estabelecer uma relação estequiométrica entre a glicose (reagente de interesse) e o dióxido de carbono (produto de interesse, cuja quantidade em mol é conhecida).

Análise

A questão pede a massa de glicose (sólido consumido) necessária para produzir 2,4 mol de dióxido de carbono (CO2).

1. Identificar a relação estequiométrica: Pela equação balanceada, observamos que 1 mol de C6H12O6 produz 6 mols de CO2.

2. Calcular a quantidade de glicose em mol: Podemos usar uma regra de três ou uma proporção direta para encontrar quantos mols de glicose são necessários para produzir 2,4 mol de CO2: 1 mol C6H12O6 ------------------ 6 mol CO2 X mol C6H12O6 ------------------ 2,4 mol CO2

   X = (1 mol C6H12O6 × 2,4 mol CO2) / 6 mol CO2 X = 2,4 / 6 mol C6H12O6 X = 0,4 mol C6H12O6

   Portanto, 0,4 mol de glicose é consumido.

3. Converter mols de glicose para massa: A massa molar da glicose é 180 g/mol. Para converter mols para massa, usamos a fórmula: Massa = Mols × Massa Molar

   Massa de C6H12O6 = 0,4 mol × 180 g/mol Massa de C6H12O6 = 72 g

Vamos analisar as outras alternativas para entender por que estão incorretas:

| Alternativa | Valor (g) | Justificativa de Incorreção | | :---------- | :-------- | :------------------------- | | (A) | 12,5 | Não corresponde ao cálculo estequiométrico correto. | | (B) | 30,0 | Não corresponde ao cálculo estequiométrico correto. | | (C) | 72,0 | Correta. Resulta do cálculo de 0,4 mol de glicose × 180 g/mol. | | (D) | 180,0 | Corresponde à massa molar de 1 mol de glicose, mas a quantidade necessária é apenas 0,4 mol. | | (E) | 450,0 | Não corresponde ao cálculo estequiométrico correto; seria 2,5 mol de glicose, um erro de proporção. |

Conclusão

A partir da análise estequiométrica da reação de respiração aeróbica, determinamos que para produzir 2,4 mol de dióxido de carbono, são necessários 0,4 mol de glicose. Multiplicando essa quantidade pela massa molar da glicose (180 g/mol), chegamos à massa de 72 g de glicose consumida. Este resultado confirma a alternativa C como a correta.

Alternativa C.