Considerando o volume de ar consumido nos três procedimentos da determinação do tempo de queima em função do volume, e sabendo que a parafina possui fórmula molecular
, calcule a massa de parafina que foi consumida em cada um dos três procedimentos realizados na Atividade Prática.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos que calcular a massa de parafina consumida em três procedimentos diferentes, usando o volume de ar consumido durante a queima. A parafina tem a fórmula molecular
. Para resolver isso, vamos precisar entender as reações de combustão da parafina, relacionar o volume de ar consumido com a quantidade de oxigênio utilizada e, por fim, calcular a massa da parafina que queimou.
Passo 2
Vamos começar escrevendo a equação balanceada da combustão da parafina. A parafina (
) queima com oxigênio (
) para formar dióxido de carbono (
) e água (
). A equação balanceada fica assim:
Isso significa que para cada mol de parafina queimado, são necessários
mols de oxigênio.
Passo 3
Sabemos que o ar atmosférico é composto aproximadamente por 21% de oxigênio (
) e 79% de nitrogênio (
). Portanto, para encontrar o volume de oxigênio consumido a partir do volume de ar, usamos a relação:
Onde
é o volume de oxigênio e
é o volume de ar consumido.
Passo 4
Agora, para relacionar o volume de oxigênio consumido com a quantidade de parafina que queimou, usamos a estequiometria da reação. Sabemos que:
Portanto, a quantidade de mols de parafina consumida (
) é:
Onde é o número de mols de oxigênio consumidos.
Passo 5
Para encontrar o número de mols de oxigênio consumidos a partir do volume de oxigênio, usamos a relação dos gases ideais na condição padrão de temperatura e pressão (CNTP), onde 1 mol de gás ocupa 22,4 litros:
Substituindo na equação anterior:
Passo 6
Agora, calculamos a massa de parafina consumida utilizando a massa molar da parafina. A massa molar (
) da parafina
é:
Portanto, a massa de parafina consumida (
) é:
Resposta
A massa de parafina consumida em cada procedimento é dada por:
Onde
é o volume de ar consumido em cada um dos três procedimentos.