Exercícios Resolvidos de Estequiometria dos Gases

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Enunciado

Suponha que um cilindro de motor de automóvel tenha volume de 524   c m 3 .

a) Se o cilindro está cheio de ar a 74 o C e 0,980 atm, qual a quantidade de matéria de O 2   presente?

b) Quantos gramas de C 8 H 18 poderiam ser queimados por essa quantidade de O 2 , supondo a combustão completa com formação de C O 2 e água?

Dado: A fração molar de O 2 no ar é 21%.

Passo 1

a) Para descobrirmos o número de mol de O 2 , basta usarmos o dado da fração molar de O 2 no ar e a lei dos gases ideais!

p V = n R T

Temos p, V, R e T, e, a partir disso, conseguimos calcular a quantidade de mols de ar dentro do motor, já que o volume é ocupado por tooodo o ar, não só o oxigênio. Depois, com esse número de mols, calculamos a quantidade de mols de O 2 à partir da fração molar. Vamos lá 😊

p V = n R T

524   c m 3 = 0,524   d m 3 = 0,542   L

0,98   a t m × 0,524   L = n × 0,082 a t m . L m o l . K × 347   K

n = 0,018   m o l s   d e   a r

A fração molar do O 2 é definida por:

f r a ç ã o   m o l a r   O 2 = n O 2 n t o t a l = n O 2 0,018   m o l s = 0,21

n O 2 = 3,78 × 10 - 3 m o l s

Passo 2

b) A reação de combustão do C 8 H 18 é:

C 8 H 18 + 25 2 O 2 → 8   C O 2 +   9   H 2 O

Ou seja, a proporção octano - O 2 é 1 mol octano para 12,5 mols de O 2 . Se temos 3,78 × 10 - 3 m o l s   d e   O 2 ...

1   m o l   C 8 H 18 - 12,5   m o l   O 2

x   m o l   C 8 H 18 - 3,78 × 10 - 3 m o l s   d e   O 2

x = 3,024 × 10 - 4   m o l   d e   C 8 H 18

Como a massa molar do octano é 114g,

m = 3,024 × 10 - 4   m o l × 114   g / m o l = 0,034 g   d e   C 8 H 18

Resposta

a) n O 2 = 3,78 × 10 - 3 m o l s

b)

0,034 g   d e   C 8 H 18

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