Quando um hidrocarboneto sofre combustão ao ar, qual reagente além do hidrocarboneto está envolvido na reação? Quais produtos são formados? Escreva a equação química balanceada para a combustão do benzeno,
, ao ar.
Passo 1
O enunciado pede três coisas claras: (1) identificar qual reagente, além do hidrocarboneto, participa da combustão ao ar; (2) dizer quais produtos são formados na combustão completa; (3) escrever a equação química balanceada para a combustão do benzeno
ao ar.
Informações dadas: temos o hidrocarboneto (benzeno) e a reação ocorre “ao ar”.
Informações dadas: temos o hidrocarboneto
Passo 2
O que significa “combustão ao ar” (explicação didática):
- Combustão é uma reação química onde um combustível (aqui o hidrocarboneto) reage com um oxidante, liberando energia.
- No ar, o oxidante principal é o oxigénio molecular, cuja fórmula é
. Então, além do hidrocarboneto, o reagente essencial é . - Observação: o ar também contém
que geralmente é um componente inerte da mistura (não participa da combustão em condições normais), embora em altas temperaturas possam formar óxidos de nitrogênio ( ). Para a combustão “completa” ideal consideramos apenas como reagente ativo.
Passo 3
Quais produtos esperar na combustão completa (aula curta):
- Na combustão completa de um hidrocarboneto (apenas C e H), todos os átomos de carbono oxidam a dióxido de carbono,
, e todos os átomos de hidrogênio vão para água, . - Assim, os produtos serão
e . Em condições de chama a água costuma aparecer no estado gasoso, .
Passo 4
Montando a equação-referência a ser balanceada (metodologia):
Escrevemos a equação genérica com coeficientes estequiométricos desconhecidos (vai ficar claro o porquê de cada coeficiente):
Escrevemos a equação genérica com coeficientes estequiométricos desconhecidos (vai ficar claro o porquê de cada coeficiente):
A estratégia para balancear é escrever uma equação de conservação de átomos para cada elemento (C, H, O) e resolver pelos coeficientes.
Passo 5
Balanceando carbono e hidrogénio (passo a passo numérico):
- Carbono: cada molécula de
tem 6 átomos de C. Cada tem 1 átomo de C. Portanto, se (uma molécula de benzeno), precisamos de para equilibrar o carbono. Em forma de equação:
- Hidrogénio:
tem 6 átomos de H; cada tem 2 átomos de H. Logo, com ,
Até aqui: para 1 mol de
produzimos 6 mol de
e 3 mol de
.
Passo 6
Balanceando oxigénio e obtendo coeficiente do
:
- Conte os átomos de oxigénio no lado dos produtos: cada
tem 2 O e cada tem 1 O. Com e ,
- Como cada molécula de
fornece 2 átomos de O, o número de moléculas de necessário é
Portanto, escrevendo com
obtemos a equação com fração:
Passo 7
Convertendo para coeficientes inteiros (boa prática):
- Em química é comum apresentar equações com coeficientes inteiros. Para eliminar a fração
, multiplicamos toda a equação por :
- Verificação rápida (contagem de átomos):
- C:
do lado dos reagentes e em . - H:
e em . - O:
átomos de O no reagente e nos produtos. Está tudo balanceado.
- C:
Passo 8
Comentários finais e lembretes didáticos rápidos:
- Reagente além do hidrocarboneto:
(do ar). - Produtos na combustão completa:
e . - Se a combustão for incompleta (falta de oxigénio), podem surgir
, carbono (fuligem) e menos ; por isso é importante especificar “combustão completa”. - Se quiser incluir o nitrogénio do ar como espectador, pode escrever o
em ambos os lados (não altera o balanço de C, H, O).
Resposta
Reagente além do hidrocarboneto:
Produtos formados (combustão completa): e
Produtos formados (combustão completa):
Equação balanceada: