Exercícios Resolvidos de Combustão Completa e Ar Teórico

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Enunciado

Calcule a quantidade estequiométrica de ar necessária para queimar 2   k m o l de octano C 8 H 18 .

Passo 1

Oi, minha gente! Partiu fazer um exercício de cálculo de quantidade estequiométrica de ar pra alegrar o dia?

O exercício quer que a gente calcule a menor quantidade n a r de k m o l de ar seco que faça 2   k m o l de C 8 H 18 passar por uma combustão completa. Em outras palavras, ele quer saber quantos k m o l de ar temos que usar pra transformar C 8 H 18 em C O 2 e H 2 O ! A equação da combustão abaixo mostra os reagentes e produtos da combustão completa de C 8 H 18 .

2   C 8 H 18 + a O 2 + 3,76   N 2 ⟶ b   C O 2 + c   N 2 + d   H 2 O

onde a , b , c e d são os coeficientes estequiométricos da equação química da combustão.

Como o ar é composto de O 2 e N 2 , a quantidade n a r de k m o l de ar é a soma entre a quantidade a de k m o l de O 2 do ar e a quantidade 3,76 a de k m o l de N 2 .

n a r = a + 3,76 = 4,76 a

Para achar o valor do coeficiente a vamos precisar fazer o balanço químico da equação de combustão.

Passo 2

Fazer o balanço da equação é a mesma coisa que fazer os elementos químicos do lado esquerdo terem a mesma quantidade de k m o l que dos elementos químicos do lado direito! Ou seja, a quantidade de C do lado esquerdo deve ser igual à quantidade de C do lado direito. Por isso, 2 × 8   k m o l de C dos reagentes deve ser igual a b   k m o l de C dos produtos.

b = 2 × 8 = 16   k m o l

Antes de achar o coeficiente a , precisamos calcular o coeficiente d através do balanço de hidrogênio H ! De acordo com esse balanço, os 2 × 18   k m o l de H dos reagentes precisam ser iguais aos 2 d   k m o l de H dos produtos.

2 d = 2 × 18

d = 18   k m o l

O coeficiente a pode ser encontrado fazendo o balanço de oxigênio O 2 . Pra isso, os 2 a   k m o l de O presentes nos reagentes têm que ser iguais aos 2 b + d   k m o l de O dos produtos.

2 a = 2 b + d

2 a = 2 × 16 + 18

a = 25   k m o l

Substituindo a na fórmula de n a r :

n a r = 4,76 a

n a r = 4,76 × 25

n a r = 119   k m o l

Passo 3

Resposta

n a r = 119   k m o l

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