Duas amostras de carbono, C , de massas iguais, foram totalmente queimadas separadamente, empregando-se oxigênio,
, num dos casos e ozônio,
, no outro. Houve sempre combustão completa, produzindo somente
.
São iguais as quantidades, em mols, de
e
consumidos nas duas reações? Justifique sua resposta.
São iguais as quantidades, em mols, de
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que temos duas amostras iguais de carbono (mesma massa) e queimamos uma com O₂ e outra com O₃, sempre gerando CO₂. A pergunta é: serão iguais as quantidades (em mol) de O₂ e de O₃ gastas?
Matéria: estequiometria de combustão.
O que vamos precisar:
Matéria: estequiometria de combustão.
O que vamos precisar:
- Escrever e balancear cada reação;
- Saber que “quantidade em mol” da amostra de C é a mesma nos dois casos;
- Usar o coeficiente estequiométrico para comparar quantos mols de O₂ ou O₃ entram por mol de C.
Passo 2
Primeiro, a combustão com oxigênio puro é simples:
Aqui vemos que 1 mol de C “precisa” de 1 mol de O₂ para virar CO₂. Se a amostra tem
Passo 3
Agora, na combustão com ozônio, a única forma estável de oxigênio extra é O₂ (e o CO₂). Então escrevemos:
Vamos balancear o oxigênio:
- Lado esquerdo temos
- Lado direito temos
Equilíbrio:
Como
Logo a reação balanceada fica:
Ou seja, 1 mol de C exige 2 mols de O₃.
Passo 4
Se a amostra de C tem
mols em ambos os casos:
- Na queima com O₂ consome
mols de O₂. - Na queima com O₃ consome
mols de O₃.
Resposta
Não, as quantidades não são iguais. A combustão com O₃ gasta o dobro de mols de oxidante (2 mols de O₃ por mol de C), enquanto com O₂ gasta 1 mol de O₂ por mol de C.