04 - (UFMS)A reação de combustão do gás butano ( \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} ) é dada pela equação:
\mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10}+(13 / 2) \mathrm{O}_{2} \rightarrow 4 \mathrm{CO}_{2}+5 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}+\text { Energia }
Se, a cada intervalo de tempo de 30 segundos, são consumidos 5 \times 10^{-1} mols de butano, qual será a velocidade de formação do dióxido de carbono, em \mathrm{g} / \mathrm{min} ?
(Massa molar, em g/mol: \mathrm{C}=12 ; \mathrm{O}=16 ; \mathrm{H}=1 )

Passo 1

O enunciado apresenta a reação de combustão do butano:
\mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{10} + \tfrac{13}{2}\,\mathrm{O}_{2} \to 4\,\mathrm{CO}_{2} + 5\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O} + \text{Energia}
e diz que a cada 30 s são consumidos 5\times10^{-1} mol de butano. Queremos a velocidade de formação de \mathrm{CO}_{2} em g/min. Vamos usar conceitos de taxa de reação e estequiometria.

Passo 2

Calculamos primeiro a taxa de consumo de butano em mol/min. São 0,5 mol em 30 s, isto é:
\text{Tempo} = 30\text{ s} = 0{,}5\text{ min}, \qquad \text{Taxa de consumo} = \frac{0{,}5\text{ mol}}{0{,}5\text{ min}} = 1\text{ mol/min}.

Passo 3

Pela estequiometria, cada mol de \mathrm{C}_{4}\mathrm{H}_{10} gera 4 mol de \mathrm{CO}_{2}. Logo, a taxa de formação de \mathrm{CO}_{2} em mol/min é:
1\text{ mol/min} \times 4 = 4\text{ mol/min}.

Passo 4

Para converter em gramas por minuto, usamos a massa molar de \mathrm{CO}_{2}:
M(\mathrm{CO}_{2}) = 12 + 2\times16 = 44\text{ g/mol}.
Então a velocidade em massa é:
4\text{ mol/min} \times 44\text{ g/mol} = 176\text{ g/min}.

Resposta

A velocidade de formação de dióxido de carbono é 176,g/min.

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