Considerando uma mistura estequiométrica de isooctano e ar, determine:
a fração molar de
nos produtos;
a fração molar de
Passo 1
Beleza, o enunciado pede pra gente achar a fração molar de H₂O nos produtos da combustão estequiométrica de isooctano (C₈H₁₈) com ar. O conteúdo aqui é estequiometria de reação de combustão e processamento de ar (que é misturinha de O₂ e N₂). A gente vai precisar:
- Escrever e balancear a reação de combustão do isooctano.
- Modelar o ar como O₂ + 3,76 N₂ (relação típica 21% O₂, 79% N₂ em mols).
- Calcular quantos mols de cada produto saem e daí achar a fração molar de H₂O.
Passo 2
Primeiro, a reação de combustão completa de isooctano é:
Para balancear, igualamos C e H:
- C: já dá 8 CO₂.
- H: 18 átomos → 9 H₂O.
Agora o oxigênio nos produtos: - 8 CO₂ tem 8×2=16 átomos de O.
- 9 H₂O tem 9×1=9 átomos de O.
Total O átomos = 16 + 9 = 25, ou seja 25/2 = 12,5 O₂.
Então a reação balanceada é
Passo 3
Agora inclui o ar. Pra cada mol de O₂ usamos 3,76 mol de N₂ (essa é a proporção típica):
Como é estequiométrico, não sobra O₂; os produtos são:
- 8 mol de CO₂
- 9 mol de H₂O
- 47 mol de N₂
Passo 4
Fração molar é
Resposta
A fração molar de H₂O nos produtos vale