O consumo de um automóvel movido a álcool etílico é de
de álcool. Sabendo que a energia de combustão desse álcool é da ordem de
, com base nas informações responda:
a) Quantos Kcal são necessários para o automóvel percorrer 460 km ? (Dado:
).
b) Escreva a reação de combustão total e parcial do etanol e explique os motivos da reação ser considerada exotérmica com base nos conhecimentos físico-químicos.
c) Qual o valor de
na combustão total de 276 kg etanol?
d) Qual o volume de álcool (
) que, por combustão completa, libera 100 Kcal?
Dados: (Massa Atômica -
);
(Entalpia de formação -
)
a) Quantos Kcal são necessários para o automóvel percorrer 460 km ? (Dado:
b) Escreva a reação de combustão total e parcial do etanol e explique os motivos da reação ser considerada exotérmica com base nos conhecimentos físico-químicos.
c) Qual o valor de
d) Qual o volume de álcool (
(Entalpia de formação -
Passo 1
O enunciado trata do consumo de etanol num automóvel e fornece: consumo de
, energia de combustão de
e o fator de conversão
. Vamos precisar de cálculo de massa de etanol, número de mols, conversão de energia e entalpias de formação para responder aos itens (a)–(d).
Passo 2
Para (a), primeiro determinamos a massa de etanol necessária para percorrer
:
O peso molecular do etanol é
, logo o número de mols é
Cada mol libera
, então a energia total é
Convertendo para kcal, usando
e
,
Passo 3
Em (b) escrevemos as reações de combustão do etanol
.
Reação de combustão total (com oxigênio em excesso):
Reação de combustão parcial (oxigênio limitado, formação de monóxido de carbono):
Essa combustão é exotérmica porque a soma das entalpias de formação dos produtos (
e
) é muito mais negativa do que a entalpia de formação do etanol. Em termos de ligações químicas, formam-se ligações
e
mais fortes do que as ligações quebradas (
,
,
), resultando em liberação líquida de energia.
Passo 4
Para (c), usamos as entalpias de formação fornecidas e a reação total:
Como
,
A massa de
corresponde a
Logo
Passo 5
Em (d) queremos o volume de etanol que libera
. Primeiro convertemos para kJ:
Como cada mol libera
, precisamos de
A massa desse mol é
. Com a densidade
, o volume é
Resposta
(a)
(b)
(total)
(parcial). É exotérmica porque as entalpias de formação dos produtos são muito mais negativas que do reagente, liberando energia.
(c)
(d)
(b)
(c)
(d)