Banco de questões: Funções Orgânicas: Hidrocarbonetos

Durante uma aula de laboratório, um grupo de estudantes do 3º ano do Ensino Médio foi desafiado a investigar o comportamento de diferentes substâncias orgânicas. Uma das substâncias analisadas foi o octano, um hidrocarboneto alcano encontrado majoritariamente na gasolina. Considerando que o octano possui 8 carbonos ligados em uma cadeia linear e que sua combustão completa é regida pela equação química C8H18(s) + 25/2 O2(g) -> 8 CO2(g) + 9 H2O(g), e sabendo que a estequiometria é a área da Química que estuda as relações proporcionais entre as quantidades de reagentes e produtos envolvidos em uma reação química, os alunos foram questionados a calcular a quantidade de dióxido de carbono (CO2) produzida a partir da queima de 10,0 gramas de octano. Além disso, eles foram instruídos a relacionar esse cálculo com a necessidade de ajuste do processo de combustão dos motores de combustão interna, visando a minimização da emissão de gases poluentes. Qual a quantidade de dióxido de carbono (CO2) produzida a partir da queima de 10,0 gramas de octano e qual é a importância desse cálculo na otimização do processo de combustão?

Uma empresa de engenharia está desenvolvendo um novo combustível a partir de fontes renováveis e, para otimizar sua eficiência, é necessário entender as propriedades dos hidrocarbonetos presentes nos combustíveis convencionais. Um dos componentes mais comuns desses combustíveis é o octano (C8H18), que é utilizado como padrão de comparação para a tendência de detonação dos combustíveis, conhecida como número de octano. Com base na estrutura do octano, proponha e justifique qual seria a sequência de reações químicas que permitiria a transformação do octano em um composto que, mantendo o mesmo número de carbonos, apresentasse uma insaturação. Explique como essa insaturação pode influenciar o comportamento do composto em relação à sua tendência de detonação, considerando os aspectos estruturais e a teoria de reações químicas. Além disso, discuta as implicações ambientais e econômicas que a alteração na estrutura do composto pode ter, levando em conta o potencial de formação de poluentes e a eficiência energética resultante das mudanças propostas.

Os hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados apenas por átomos de carbono e hidrogênio. Eles podem ser classificados em alcanos, alcenos e alcinos, de acordo com a presença de ligações simples, duplas ou triplas entre os átomos de carbono. O metano é um exemplo de hidrocarboneto, sendo o mais simples dos alcanos e amplamente utilizado como combustível. Qual é a fórmula estrutural do metano? Descreva brevemente uma aplicação prática deste hidrocarboneto na indústria ou no cotidiano, considerando suas propriedades e características como referência.