3.54 Se 1,5 \mathrm{~mol} de cada um dos seguintes compostos sofre combustão completa em oxigénio, quais produzirāo maior quantidade de matéria? Qual produzirá a menor? Explique. \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}, \mathrm{C}_{3} \mathrm{H}_{4} \mathrm{CH}_{3} \mathrm{CH}_{2} \mathrm{COCH}_{3}

Passo 1

O enunciado diz que temos 1,5 mol de cada composto sofrendo combustão completa em oxigénio e pede para comparar a quantidade de matéria (isto é, o número de mols) dos produtos formados. O conteúdo aqui é estequiometria de reações de combustão, em que usamos o balanceamento e contamos os mols de CO_2 e H_2O produzidos.

Passo 2

Balanceamos primeiro a combustão do etanol \mathrm{C_2H_5OH}. A reação é:
\mathrm{C_2H_5OH} + 3\,O_2 \longrightarrow 2\,CO_2 + 3\,H_2O
Para cada mol de etanol, formam-se 2 mol de CO_2 e 3 mol de H_2O, totalizando
2 + 3 = 5\text{ mol de produtos.}

Passo 3

Como começamos com 1,5 mol de etanol, a quantidade total de matéria dos produtos é
1{,}5 \times 5 = 7{,}5\text{ mol.}

Passo 4

Agora o outro composto, escrito \mathrm{C_3H_4CH_3CH_2COCH_3}, tem fórmula global \mathrm{C_7H_{12}O}. A combustão balanceada é:
\mathrm{C_7H_{12}O} + 9{,}5\,O_2 \longrightarrow 7\,CO_2 + 6\,H_2O
Aqui, para cada mol desse composto formam-se 7 mol de CO_2 e 6 mol de H_2O, totalizando
7 + 6 = 13\text{ mol de produtos.}

Passo 5

Com 1,5 mol de \mathrm{C_7H_{12}O}, a quantidade total de matéria dos produtos é
1{,}5 \times 13 = 19{,}5\text{ mol.}

Passo 6

Comparando as quantidades de matéria dos produtos:
  • Etanol: 7{,}5 mol.
  • \mathrm{C_7H_{12}O}: 19{,}5 mol.
    Logo, a combustão de \mathrm{C_7H_{12}O} produz mais matéria e a do etanol produz menos.

Resposta

A maior quantidade de matéria vem da combustão de \mathrm{C_3H_4CH_3CH_2COCH_3} e a menor da combustão de \mathrm{C_2H_5OH}.

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