O calor de combustão do acetileno
com oxigênio do ar é
. A vaporização da água líquida consome
. Quantos gramas de acetileno devem ser queimados para produzir calor suficiente para evaporar 360 g de água líquida?
Passo 1
Resumo do enunciado: a gente tem o calor de combustão do acetileno (C₂H₂) igual a 310 kcal/mol e o calor de vaporização da água igual a 10 kcal/mol. Queremos saber quantos gramas de C₂H₂ precisamos queimar para fornecer calor suficiente para evaporar 360 g de água.
Conteúdo da matéria: termoquímica (calor de reação e calor de vaporização) e estequiometria (conversão massa ↔ mol). Vamos precisar:
Conteúdo da matéria: termoquímica (calor de reação e calor de vaporização) e estequiometria (conversão massa ↔ mol). Vamos precisar:
- Calcular quantos mols de H₂O existem em 360 g;
- Calcular o calor total necessário para evaporar essa água;
- Relacionar esse calor com o calor liberado por mol de C₂H₂;
- Converter mols de C₂H₂ em gramas.
Passo 2
Vamos achar primeiro quantos mols de água são 360 g. A massa molar da água é
Então
Aqui usamos a ideia básica de estequiometria: massa dividida pela massa molar dá mols.
Passo 3
Cada mol de água precisa de 10 kcal para vaporizar. Logo, o calor total necessário é
Isso é um processo endotérmico (precisa de calor).
Passo 4
A combustão de 1 mol de C₂H₂ libera 310 kcal. Para obter 200 kcal, precisamos de
Aqui usamos a regra de três entre calor necessário e calor gerado por mol.
Passo 5
Por fim, convertemos esses mols de C₂H₂ em massa. A massa molar do acetileno é
Então
Resposta
Para evaporar 360 g de água, é preciso queimar aproximadamente 16,8 g de acetileno.