Determine a razão ar-combustível em base mássica da combustão completa do octano (
) com
do ar teórico.
Hipóteses: (1) Cada mol de
do ar é acompanhado por 3,76 mols de
; (2) o nitrogênio é considerado inerte; (3) a combustão é completa.
Hipóteses: (1) Cada mol de
Passo 1
Beleza, o exercício pede pra gente determinar a razão ar–combustível em base mássica pra combustão completa do octano (
) usando 100% do ar teórico. Isso é um problema de estequiometria de combustão: a gente vai precisar montar a reação balanceada, calcular quantos mols de ar (que é
+
) são necessários e depois converter tudo em massa usando massas molares. Também vamos usar a hipótese de que pra cada 1 mol de
vêm 3,76 mol de
e que o nitrogênio fica inerte.
Passo 2
Primeiro, escreve a reação química balanceada em mols (com nitrogênio aparecendo como inerte no produto):
Aqui a gente já sabe que 1 mol de octano gera 8 mol de
e 9 mol de
(porque o octano tem 8 C e 18 H, que vira 9 H₂O). As incógnitas são
(mols de
) e
(mols de
).
Passo 3
Balanceando a parte do oxigênio:
- Para formar 8 mol de
, precisa de átomos de O. - Para formar 9 mol de
, precisa de átomos de O.
Total de átomos de O =, ou seja, 12,5 mol de (cada tem 2 átomos).
Logo.
Passo 4
Usando a relação do ar teórico, pra cada 1 mol de
vêm 3,76 mol de
. Então
O total de “mol de ar” que entra é
mol.
Passo 5
Agora convertemos mol em massa:
- Massa molar do
:
- Massa molar do: .
- Massa molar do: .
Massa de ar necessária (por mol de combustível):
Massa de combustível (1 mol):
Passo 6
A razão ar–combustível em base mássica é
Resposta
A razão ar–combustível (massa de ar / massa de octano) é aproximadamente