Um biodigestor produz, por fermentação anaeróbica, uma mistura de gases chamada de biogás. Considere um biodigestor de capacidade 200 L de gás, armazenando um biogás contendo 60% em volume de metano (CH₄), 30% em volume de gás

carbônico (CO₂), 1% em volume de amônia (NH₃) e 120 ppm de gás sulfídrico (H₂S). A combustão de 200 L de um biogáscontendo 60% de metano produz 4620 kJ.

A amônia, o gás sulfídrico e o gás carbônico são contaminantes desse biogás. A amônia inibe a ação enzimática das bactérias responsáveis por sua produção, o gás sulfídrico é ácido e corrói os equipamentos do biodigestor e o gás carbônico é diluente do biogás. A remoção do CO₂ da mistura aumenta o poder calorífico do biogás.

A combustão do biogás, produzindo gás carbônico e água, é considerada um processo renovável, uma vez que o biogás é produzido a partir da utilização de resíduos da agricultura e o gás carbônico produzido em sua combustão é reincorporado

aos vegetais por meio da fotossíntese.

a) Equacione a reação balanceada de combustão do metano. Cite a geometria da molécula de metano.

b) Considere que 200 L de biogás estejam armazenados a uma pressão de 747,6 mmHg e a uma temperatura de 300 K e que a constante universal dos gases seja igual a 62,3 mmHg ⋅ L ⋅ mol⁻¹ ⋅ K⁻¹ . Admitindo que a energia é gerada apenas pela combustão do metano, calcule a energia produzida por mol de metano queimado.