(ENEM – 2021) A obtenção de etanol utilizando a cana-de-açúcar envolve a fermentação dos monossacarídeos formadores de sacarose contida no melaço. Um desses formadores é a glicose (C₆H₁₂O₆), cuja fermentação produz cerca de 50 g de etanol a partir de 100 g de glicose, conforme a equação química descrita.

C₆H₁₂O_{6 →Fermentacaoalcoolica} 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂

Em uma condição específica de fermentação obtém-se 80% de conversão em etanol que, após sua purificação, apresenta densidade igual a 0,80 g/mL. O melaço utilizado apresentou 50 kg de monossacarídeos na forma de glicose.

O volume de etanol, em litro, obtido nesse processo é mais próximo de

A) 16.
B) 20.
C) 25.
D) 64.
E) 100.

GABARITO ABAIXO:

A questão propõe o cálculo do volume de etanol produzido a partir da fermentação de glicose presente no melaço da cana-de-açúcar, tema que envolve química orgânica, estequiometria e unidades físicas (densidade e volume).

A equação de fermentação mostra que 1 mol de glicose (C₆H₁₂O₆) gera 2 mols de etanol (CH₃CH₂OH). A massa molar da glicose é 180 g/mol e a do etanol é 46 g/mol. Isso significa que 180 g de glicose produzem 2 × 46 = 92 g de etanol. Isso confirma que, aproximadamente, 100 g de glicose produzem 50 g de etanol, como indicado.

O problema informa que temos 50 kg (ou 50.000 g) de glicose, e uma conversão de 80%, o que exige um ajuste no rendimento teórico. Seguindo a proporção, 100 g → 50 g, então 50.000 g de glicose gerariam 25.000 g (25 kg) de etanol com 100% de eficiência. Considerando o rendimento de 80%, temos 80% de 25.000 g = 20.000 g de etanol. Para achar o volume, usa-se a densidade (massa/volume), dada como 0,80 g/mL.

Assim, V = m / d = 20.000 / 0,80 = 25.000 mL = 25 litros.

A alternativa correta é a letra C.

O que o ENEM quer que você saiba sobre Produção de Etanol?

A fermentação alcoólica é um processo biotecnológico fundamental na produção de etanol a partir da biomassa, especialmente da cana-de-açúcar. Esse processo ocorre graças à ação de microrganismos, como leveduras do gênero Saccharomyces, que metabolizam a glicose presente no melaço — subproduto da cana — gerando etanol e dióxido de carbono como resíduos.

A equação geral dessa transformação é:
C₆H₁₂O₆ → 2 CH₃CH₂OH + 2 CO₂, evidenciando que um mol de glicose produz dois mols de etanol. Esse processo é explorado industrialmente no Brasil, país líder mundial na produção de etanol combustível. A eficiência da fermentação, no entanto, nunca é total, sendo comum a obtenção de rendimentos inferiores a 100%.

Após a fermentação, o etanol é separado por destilação e sua concentração é aumentada até atingir teores adequados ao uso como combustível. O conhecimento da densidade do etanol (0,80 g/mL) permite o cálculo do volume produzido, um dado relevante para estimativas energéticas e logísticas.

A produção de etanol é considerada uma alternativa sustentável frente aos combustíveis fósseis, pois emite menos gases do efeito estufa e aproveita recursos renováveis. Além disso, representa um importante eixo econômico, gerando empregos e contribuindo para a matriz energética limpa do Brasil.

A compreensão da bioquímica envolvida e da eficiência do processo é essencial tanto para a ciência quanto para a sustentabilidade.