02 - (UDESC SC) Um bico de Bunsen está consumindo 2,24 litros/minuto de butano, \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} (medido nas CNTP). A combustão é completa, de modo a produzir dióxido de carbono e água. Pode-se afirmar que a velocidade de formação do dióxido de carbono é de:
a) 0,50 \mathrm{mols} / \mathrm{min}
b) 0,20 \mathrm{mols} / \mathrm{min}
c) 0,30 \mathrm{mols} / \mathrm{min}
d) 0,40 \mathrm{mols} / \mathrm{min}
e) 0,10 \mathrm{mols} / \mathrm{min}

Passo 1

O enunciado diz que um bico de Bunsen consome 2,24 L/min de butano \mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{10} em CNTP (onde 1 mol de gás ocupa 22,4 L). A combustão completa gera \mathrm{CO}_{2} e \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}. O conteúdo aqui é estequiometria de reação e uso do modelo de gás ideal em CNTP.

Passo 2

Calcular quantos moles de butano são consumidos por minuto. Em CNTP, o volume molar é 22,4 L/mol, então
n_{\mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{10}} =\frac{2,24}{22,4}=0,10\text{ mol/min}.

Passo 3

Escrever a reação balanceada da combustão completa do butano:
\mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{10} +\tfrac{13}{2}\,\mathrm{O}_{2} \longrightarrow 4\,\mathrm{CO}_{2} +5\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
Dessa reação, 1 mol de \mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{10} produz 4 mol de \mathrm{CO}_{2}.

Passo 4

Usar a relação estequiométrica para achar a taxa de formação de \mathrm{CO}_{2}:
\dot n_{\mathrm{CO}_{2}} =4\times n_{\mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{10}} =4\times0,10 =0,40\text{ mol/min}.

Resposta

d) 0,40\\ \mathrm{mol}/\mathrm{min}

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