Considerando uma mistura estequiométrica de isooctano e ar, determine:
a fração molar de H2 O nos produtos;

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:
  1. Escrever e balancear a reação de combustão do isooctano.
  2. Modelar o ar como O₂ + 3,76 N₂ (relação típica 21% O₂, 79% N₂ em mols).
  3. 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:
C8H18 + x,O2;to;8,CO2 + 9,H2O
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
C8H18 + tfrac252,O2 ;to; 8,CO2 + 9,H2O

Passo 3

Agora inclui o ar. Pra cada mol de O₂ usamos 3,76 mol de N₂ (essa é a proporção típica):
ar estequiométrico = tfrac252,O2 + l(tfrac252times3,76r),N2 = 12,5,O2 + 47,N2 é
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
XH2O ;=;nH2Osumj nj =98 + 9 + 47 =964

Resposta

A fração molar de H₂O nos produtos vale
boxedXH2O = 964 approx 0,1406

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