A gasolina é uma mistura de substâncias na qual o hidrocarboneto isoctano é um importante componente. A equação não balanceada da reação de combustão está representada a seguir, responda:
Que volume de oxigênio será consumido na queima de 30 litros de isoctano?
Que volume de oxigênio será consumido na queima de 30 litros de isoctano?
Passo 1
Vamos resolver um exercício de combustão envolvendo o isoctano, que é um componente importante da gasolina. Precisamos descobrir quanto de oxigênio (O₂) será consumido na queima de 30 litros de isoctano (C₈H₁₈). Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e equações químicas balanceadas.
Passo 2
Primeiro, precisamos balancear a equação química da combustão do isoctano. A equação não balanceada é:
Balancear a equação significa ajustar os coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja igual nos dois lados da equação.
Passo 3
Vamos balancear os átomos de carbono © e hidrogênio (H) primeiro:
- Há 8 átomos de carbono no isoctano, então precisamos de 8 moléculas de CO₂ para ter 8 carbonos.
- Há 18 átomos de hidrogênio no isoctano, então precisamos de 9 moléculas de H₂O para ter 18 hidrogênios.
A equação fica assim:
Passo 4
Agora, balanceamos o oxigênio (O). No lado dos produtos, temos:
- Cada CO₂ tem 2 oxigênios, então 8 CO₂ têm 16 oxigênios.
- Cada H₂O tem 1 oxigênio, então 9 H₂O têm 9 oxigênios.
- Total de oxigênios nos produtos: 16 + 9 = 25.
No lado dos reagentes, o O₂ tem 2 átomos de oxigênio. Para ter 25 átomos de oxigênio, precisamos de 12,5 moléculas de O₂:
Passo 5
Para evitar frações na equação, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
Agora, a equação está balanceada com números inteiros.
Passo 6
Vamos usar a relação molar da equação balanceada para encontrar a quantidade de O₂ necessária para 30 litros de isoctano. Segundo a equação:
- 2 mol de C₈H₁₈ consomem 25 mol de O₂.
A relação é de 25/2 = 12,5 mol de O₂ por mol de C₈H₁₈.
Passo 7
Assumindo condições padrão de temperatura e pressão, 1 mol de gás ocupa aproximadamente 24,45 litros. Portanto, para 12,5 mol de O₂:
Resposta
Será consumido aproximadamente 305,63 litros de oxigênio na queima de 30 litros de isoctano.