• O butano de isqueiros descartáveis sofre combustão segundo a reação:
    \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10}(\mathrm{l})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g})+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}(\mathrm{g})
Faça o balanceamento desta equação e calcule a massa de \mathrm{CO}_{2} produzida quando \mathrm{I}, 00 \mathrm{~g} de \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} é queimado.

Passo 1

O enunciado trata da combustão do butano de isqueiros descartáveis segundo a reação
\mathrm{C_4H_{10}}(l) + \mathrm{O_2}(g) \rightarrow \mathrm{CO_2}(g) + \mathrm{H_2O}(g)
e pede para ( 1) balancear a equação e ( 2) calcular a massa de \mathrm{CO_2} produzida quando 100,0,g de \mathrm{C_4H_{10}} é consumido. Vamos usar conceitos de estequiometria de reações químicas.

Passo 2

Balanceamento da combustão completa do butano. Há 4 átomos de C no butano, então precisamos de 4 \mathrm{CO_2}; há 10 átomos de H, então precisamos de 5 \mathrm{H_2O}. Ajustamos o oxigênio via \mathrm{O_2}:
\mathrm{C_4H_{10}} + \frac{13}{2}\,\mathrm{O_2} \rightarrow 4\,\mathrm{CO_2} + 5\,\mathrm{H_2O}
Multiplicando tudo por 2 para evitar frações:
2\,\mathrm{C_4H_{10}} + 13\,\mathrm{O_2} \rightarrow 8\,\mathrm{CO_2} + 10\,\mathrm{H_2O}

Passo 3

Calculamos a quantidade de matéria de \mathrm{C_4H_{10}}. A massa molar do butano é
M(\mathrm{C_4H_{10}}) = 4\times12 + 10\times1 = 58\\ \mathrm{g/mol}.
Para 100{,}0,g de \mathrm{C_4H_{10}}, temos
n(\mathrm{C_4H_{10}}) = \frac{100{,}0}{58} \approx 1{,}724\\ \mathrm{mol}.

Passo 4

Da reação balanceada (forma fracionária), 1 mol de \mathrm{C_4H_{10}} produz 4 mol de \mathrm{CO_2}. Logo,
n(\mathrm{CO_2}) = 4 \times 1{,}724 \approx 6{,}896\\ \mathrm{mol}.
A massa molar do \mathrm{CO_2} é
M(\mathrm{CO_2}) = 12 + 2\times16 = 44\\ \mathrm{g/mol},
portanto a massa de \mathrm{CO_2} formada é
m(\mathrm{CO_2}) = n(\mathrm{CO_2}) \times M(\mathrm{CO_2}) \approx 6{,}896 \times 44 \approx 303{,}4\\ \mathrm{g}.

Resposta

A equação balanceada (inteira) é
2\,\mathrm{C_4H_{10}} + 13\,\mathrm{O_2} \rightarrow 8\,\mathrm{CO_2} + 10\,\mathrm{H_2O},
e a massa de \mathrm{CO_2} produzida é aproximadamente 303{,}4,g.

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