Considere que a gasolina seja constituída apenas de 2,2,4-trimetil-pentano ( \mathrm{C}_{8} \mathrm{H}_{18} ). Se * abastecermos um veículo com 25 mol de gasolina, qual a quantidade de dióxido de carbono ( \mathrm{CO}_{2} ) que será lançada na atmosfera, quando toda a gasolina for consumida?
Reação química NÃO balanceada:
\(\mathrm{C}_{8} \mathrm{H}_{18}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow \mathrm{CO}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}\)
    \(5,2 \mathrm{~kg}\)
    \(5,4 \mathrm{~kg}\)
    \(6,4 \mathrm{~kg}\)
    \(7,2 \mathrm{~kg}\)
    \(8,8 \mathrm{~kg}\)

Passo 1

O enunciado pede: ao queimar completamente 25\\ \mathrm{mol} de gasolina considerada como apenas \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18} (2,2,4-trimetil-pentano), qual a massa de \mathrm{CO}_{2} liberada na atmosfera? Informações relevantes fornecidas:
\text{combustível: }\mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18},\qquad n(\mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18})=25\\ \mathrm{mol}í
A reação de combustão fornecida (não balanceada) é
\mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}+\mathrm{O}_{2}\rightarrow \mathrm{CO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.

Passo 2

Balanceamento da reação — explicando passo a passo:
  • Regra: o número de átomos de cada elemento deve ser o mesmo nos reagentes e nos produtos (lei da conservação de massa).
  • Contamos carbonos: há 8 átomos de carbono em \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}, logo precisamos de 8 moléculas de \mathrm{CO}_{2} no produto para balancear carbono:
\mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}+\mathrm{O}_{2}\rightarrow 8\\ \mathrm{CO}_{2}+\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
  • Contamos hidrogênios: há 18 átomos de hidrogênio em \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}. Cada molécula de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} tem 2 H, então precisamos de 9 moléculas de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} para dar 18 H:
\mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}+\mathrm{O}_{2}\rightarrow 8\\ \mathrm{CO}_{2}+9\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
  • Contamos oxigênios à direita: 8\\ \mathrm{CO}_{2} contribui com 8\cdot 2=16 átomos de O; 9\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} contribui com 9\cdot 1=9 átomos de O. Total de átomos de O no lado dos produtos:
16+9=25.
  • No lado dos reagentes, cada molécula de \mathrm{O}_{2} tem 2 átomos de O, então precisamos de \tfrac{25}{2} moléculas de \mathrm{O}_{2}. A equação balanceada (com coeficiente fracionário) fica:
\mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18}+\tfrac{25}{2}\\ \mathrm{O}_{2}\rightarrow 8\\ \mathrm{CO}_{2}+9\\ \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
(Se preferir inteiros, multiplica-se tudo por 2, mas para este problema o coeficiente relativo entre combustível e \mathrm{CO}_{2} é o importante.)

Passo 3

Interpretação estequiométrica e cálculo dos mols de \mathrm{CO}_{2}:
  • O coeficiente estequiométrico diz que 1 mol de \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18} produz 8 mol de \mathrm{CO}_{2}.
  • Logo, para 25 mol de combustível:
n(\mathrm{CO}_{2}) = 25\\ \mathrm{mol}\times 8 = 200\\ \mathrm{mol}.
Explicando: multiplicamos a quantidade do reagente pelo fator de conversão dado pelos coeficientes da reação.

Passo 4

Massa molar do dióxido de carbono — mini-aula rápida:
  • Massa molar ( M) de uma substância é a massa de 1 mol dessa substância, geralmente em \mathrm{g/mol}.
  • Usamos massas atômicas aproximadas: M(\mathrm{C})=12\\ \mathrm{g/mol} e M(\mathrm{O})=16\\ \mathrm{g/mol}.
  • Para \mathrm{CO}_{2}:
M(\mathrm{CO}_{2}) = 1\cdot M(\mathrm{C}) + 2\cdot M(\mathrm{O}) = 12 + 2\cdot 16 = 44\\ \mathrm{g/mol}.
(Obs.: valores mais precisos dariatômicos dari tabel periódica dariam 12{,}01 e 16{,}00, resultando em 44{,}01\\ \mathrm{g/mol}, mas 44 é suficiente aqui.)

Passo 5

Converter mols de \mathrm{CO}_{2} em massa:
  • Fórmula usada: m = n\cdot M, onde m é massa, n é número de mols e M é massa molar.
  • Aplicando:
m(\mathrm{CO}_{2}) = 200\\ \mathrm{mol}\times 44\\ \mathrm{g/mol} = 8800\\ \mathrm{g}.
  • Converter para quilogramas ( 1\\ \mathrm{kg}=1000\\ \mathrm{g}):
8800\\ \mathrm{g} = 8{,}8\\ \mathrm{kg}.
(Unidades: o \mathrm{g/mol} cancela com \mathrm{mol}, sobrando gramas, e depois convertemos para kg.)

Passo 6

Verificação e observações finais (estilo amigo que te encoraja):
  • A conta é direta: cada mol de \mathrm{C}_{8}\mathrm{H}_{18} gera 8 mol de \mathrm{CO}_{2}, então 25 mol → 200 mol → massa conforme calculado.
  • Erro típico em prova: esquecer de multiplicar pelo coeficiente 8 ou esquecer de converter de gramas para kg. Fica de olho nisso — você já chegou lá!

Resposta

8{,}8 kg

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