A figura apresenta um processo alternativo para obtenção de etanol combustível, utilizando o bagaço e as folhas da cana-de-açúcar. Suas principais etapas são identificadas com números.
Em qual etapa ocorre a síntese desse combustível?
A) 1
B) 2
C) 3
D) 4
E) 5
Resolução em texto
- Matérias Necessárias para a Solução da Questão: Química Orgânica (Bioquímica) e Biotecnologia.
- Nível da Questão: Médio.
- Gabarito: D (Etapa 4).
- Tema/Objetivo Geral: Identificar em que etapa do processo ocorre a formação do etanol no ciclo de produção a partir da cana-de-açúcar.
🔹 Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 Comando da Questão:
“Em qual etapa ocorre a síntese do etanol combustível?”
📌 Explicação Detalhada:
A questão mostra um fluxograma com várias etapas de processamento da cana-de-açúcar, incluindo moagem, lavagem do bagaço, hidrólise, fermentação e destilação. Ela quer saber em qual dessas fases o etanol é produzido.
📌 Palavras-chave:
- Síntese do combustível
- Fermentação do caldo
- Etanol
📌 Objetivo:
Determinar qual etapa (entre 1 a 5) é responsável pela produção química do etanol (isto é, onde os açúcares se transformam em etanol via ação de microrganismos).
➡️ Agora que o comando foi analisado e o objetivo definido, vamos abordar os conceitos essenciais para compreender o processo!
🔹 Passo 2: Explicação de Conceitos Necessários
📌 Conceitos Teóricos Fundamentais:
🔹 Fermentação Alcoólica:
✔ Processo bioquímico realizado por leveduras (como Saccharomyces cerevisiae) na ausência de oxigênio, que transforma açúcares (glicose) em etanol e gás carbônico (CO₂).
✔ Equação simplificada da fermentação: C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
🔹 Etanol:
✔ É um álcool de cadeia curta produzido biologicamente. Utilizado como combustível renovável.
🔹 Distilação:
✔ Processo posterior à fermentação, onde o etanol já formado é separado da mistura, mas não é onde ele é gerado.
➡️ Com os conceitos bem estabelecidos, vamos interpretar o que o fluxograma apresenta.
🔹 Passo 3: Tradução e Interpretação do Texto
📌 Análise do Fluxograma:
- Etapa 1: Moagem da cana → liberação do caldo e separação do bagaço.
- Etapa 2: Lavagem do bagaço → preparação da celulose para quebra.
- Etapa 3: Hidrólise da celulose → quebra da celulose em açúcares simples.
- ➡ Etapa 4: Fermentação do caldo → ocorre a conversão de glicose em etanol.
- Etapa 5: Destilação da mistura → apenas separa o etanol formado.
📌 Frases-chave:
- “Síntese do combustível” → significa formação química do etanol.
- “Fermentação do caldo” → passo onde as leveduras atuam.
📌 Relação com o Conteúdo Químico:
A única etapa em que há uma reação química que produz etanol é a fermentação alcoólica, ou seja, a etapa 4.
➡️ Agora vamos usar esse raciocínio e aplicar diretamente à análise das etapas.
🔹 Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
📌 Desenvolvimento do Raciocínio:
🔹 O açúcar (glicose) obtido nas etapas 1 a 3 não é ainda etanol.
🔹 Na etapa 4 (fermentação do caldo), as leveduras realizam a seguinte reação:
C₆H₁₂O₆ → 2 C₂H₅OH + 2 CO₂
✔ Esse é o ponto crucial: aqui acontece a transformação do açúcar em etanol, ou seja, a síntese do combustível.
🔹 Já a etapa 5 (destilação) serve apenas para separar o etanol da mistura — ele não é produzido ali.
➡️ Com o raciocínio montado, vamos examinar as alternativas.
🔹 Passo 5: Análise das Alternativas
📌 Reescrevendo as alternativas:
- A) Etapa 1: Moagem da cana
❌ Apenas separa o caldo da cana. - B) Etapa 2: Lavagem do bagaço
❌ Remove impurezas, não gera etanol. - C) Etapa 3: Hidrólise da celulose
❌ Quebra a celulose, mas ainda não ocorre fermentação. - D) Etapa 4: Fermentação do caldo
✅ Aqui é onde o etanol é efetivamente produzido. - E) Etapa 5: Destilação da mistura
❌ Apenas separa o etanol gerado, não o forma.
✅ Alternativa correta: D
🔹 Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 Resumo do Raciocínio:
O etanol é um produto da fermentação alcoólica, um processo realizado por leveduras sobre açúcares da cana. A etapa de fermentação é a única em que há síntese química do etanol, transformando glicose em etanol e CO₂.
📌 Reafirmação da Alternativa Correta:
✅ A etapa correta onde ocorre a síntese do combustível etanol é a Etapa 4 – Fermentação do Caldo.
🔍 Resumo Final:
A produção do etanol no fluxograma ocorre na fermentação alcoólica (Etapa 4), quando leveduras convertem os açúcares da cana em etanol. As outras etapas servem apenas para extrair, preparar ou purificar os componentes.
