(Balanço material na combustão de um óleo combustível) Um óleo combustível é queimado em um forno gerando um gás de combustão com a seguinte análise de Orsat: CO2 =13,2%, O2=3,6%, CO=0,4%. Calcule:
c) composição centesimal do óleo (fração mássica percentual).

Passo 1

Beleza, então o exercício é: a partir da análise Orsat do gás seco de combustão (13,2 % CO₂, 0,4 % CO, 3,6 % O₂ e o resto N₂) calcular a composição centesimal (fração mássica percentual de C, H e O) do óleo combustível. Esse tópico é equilíbrio material na combustão, onde a gente monta balanço de átomos (C, H, O) para achar a fórmula empírica do óleo e daí converte em percentuais de massa. Para isso, a gente precisa saber quantos mols de água se formaram (porque o H do combustível vai virar H₂O), ou seja, precisa da análise de vapor d’água no gás ou do total de H do óleo.

Passo 2

Vamos tentar montar o balanço na base de 100 mol de gás seco medido:
– CO₂ = 13,2 mol
– CO = 0,4 mol
– O₂ = 3,6 mol
– N₂ = 100 − (13,2+0,4+3,6) = 82,8 mol
Chamando a fórmula do óleo de CₓH_yO_z, a gente escreve a reação genérica (seca):
CₓH_yO_z + a O₂ + 3,76 a N₂ → 13,2 CO₂ + 0,4 CO + 3,6 O₂ + 82,8 N₂ + g H₂O
Em princípio a gente iguala átomos de C, H e O:
  1. C: x = 13,2 + 0,4 = 13,6
  2. O: z + 2a = 2·13,2 + 0,4 + 2·3,6 + g
  3. H: y = 2g
Também a relação do N₂ nos dá a quantidade de ar (a):
3,76 a = 82,8 ⇒ a = 22,02
Mas repare que g (água formada) e z (oxigênio no óleo) ainda são dois incógnitos, e não temos nenhuma análise de H₂O nem do teor de H no combustível para fechar y e z.

Resposta

Faltam dados: sem a quantidade de vapor d’água no gás de exaustão (ou a análise de H no óleo) não dá para determinar y e z e, consequentemente, não dá para calcular as frações mássicas de C, H e O do óleo.

Exercícios relacionados