Uma mistura de gás natural com uma análise molar de de e de é queimada completamente com ar seco. Essa queima gera produtos secos com a seguinte análise molar: de e de . Determine a equação balanceada dessa reação de combustão.
Passo 1
Fala, querid@s! Tudo em ordem? Vamos fazer um exercício de combustão pra organizar bem as informações que aprendemos na teoria? Bora! Vai ser divertido!
O primeiro passo de um exercício de combustão é determinar quais os reagentes e produtos da combustão. A questão disse que , e ar seco (mistura de uma parte de e partes de ) reagem. Logo, , , e são os reagentes. Também sabemos que os produtos secos (sem contar com o ) são e . Logo, , e são os produtos.
, , , , e são os coeficientes estequiométricos da equação química da combustão. Determinar a equação balanceada dessa reação de combustão é justamente determinar os valores desses coeficientes! Então vamos começar a fazer o balanço da equação química de combustão no próximo passo.
Passo 2
O primeiro passo para fazer o balanço de uma equação, quando o enunciado nos dá as composições dos produtos e do combustível, é determinar os coeficientes de cada componente do combustível. Pra isso, assumimos que de combustível é queimado! Calcularemos, então, os de de , multiplicando pelos de .
O coeficiente do também pode ser determinado dessa forma. Por isso, multiplicamos o de combustível pelos de presente no combustível!
Beleza! Achamos um monte de coeficiente dos reagentes! Mas como podemos calcular os coeficientes dos produtos? Será que podemos supor que de produtos secos é gerado?
Veremos isso no próximo passo!
Passo 3
Não podemos supor que de produtos secos é gerado, porque não sabemos se a reação de de combustível vai realmente gerar de produtos secos. Por isso, consideramos que de combustível gera uma quantidade desconhecida de produtos.
Dessa forma, achamos o coeficiente do , multiplicando pelos de .
O coeficiente de é encontrado de forma bem parecida! Pra encontrar , multiplicamos a quantidade de produtos secos pela porcentagem de presente nos produtos secos!
Agora, pra achar e os coeficientes estequiométricos e que faltam, faremos o balanço da equação química de combustão no próximo passo.
Passo 4
Pra achar o valor de produtos secos gerados na combustão de de combustível, temos que balancear a quantidade de carbono da equação abaixo. A equação abaixo mostra os coeficientes que já calculamos. Como e estão em função de , colocamos o em evidência!
Pra balancear , os de presentes em mais os de presentes em dos reagentes precisam ser iguais aos de dos produtos. Logo:
Agora resta achar e !
Pra achar , fazemos o balanço do hidrogênio . Esse balanço nos diz que a quantidade de de dos reagentes deve ser igual à quantidade de dos produtos!
Você pode achar que o coeficiente pode ser encontrado de duas formas: ou fazendo o balanço do oxigênio ou fazendo o balanço do nitrogênio . No entanto, o balanço de nitrogênio serve apenas para verificar se fizemos os balanços de antes corretamente!
Logo, devemos sempre achar os coeficientes sem usar o balanço de !
Então vamos usar o balanço de oxigênio pra calcular .
Esse balanço diz que de do dos reagentes mais de do devem ser iguais aos de presente nos produtos.
Substituindo o valor de todos os coeficientes na equação química, conseguimos determinar a equação balanceada da combustão!