O isoctano (2,2,4-trimetilpentano) queima no ar e produz água e dióxido de carbono, conforme a equação a seguir. 2 C8H18(l) + 25 O2(g) → 16 CO2(g) + 18 H2O(l) ΔH = – 10 922 kJ Massas atômicas: C = 12 g/mol; H = 1 g/mol. Com base nessas informações, é correto afirmar que se for queimado 1 ℓ de hidrocarboneto (densidade = 0,6878 g/ml), o resultado da reação é Escolha uma:
a. endotérmica, com liberação de 3,3 x 104 kJ de calor.
b. exotérmica, com absorção de 3,3 x 104 kJ de calor.
c. exotérmica, com liberação de 3,3 x 103 kJ de calor.
d. exotérmica, com liberação de 3,3 x 104 kJ de calor.
e. endotérmica, com absorção de 3,3 x 103 kJ de calor.
a. endotérmica, com liberação de 3,3 x 104 kJ de calor.
b. exotérmica, com absorção de 3,3 x 104 kJ de calor.
c. exotérmica, com liberação de 3,3 x 103 kJ de calor.
d. exotérmica, com liberação de 3,3 x 104 kJ de calor.
e. endotérmica, com absorção de 3,3 x 103 kJ de calor.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos a queima do isoctano (2,2,4-trimetilpentano) que reage com o oxigênio do ar para formar dióxido de carbono e água. A matéria envolvida aqui é a Termoquímica, que estuda as trocas de energia durante as reações químicas. Para resolver, vamos precisar calcular a quantidade de energia liberada ou absorvida quando queimamos 1 litro de isoctano, usando a densidade dada e a equação balanceada da reação.
Passo 2
Vamos começar calculando a massa de 1 litro de isoctano. Sabemos que a densidade é 0,6878 g/ml. Como 1 litro equivale a 1000 ml, a massa será:
Passo 3
Agora, vamos encontrar a massa molar do isoctano (C₈H₁₈). Somando os átomos:
Total:
Passo 4
Com a massa molar, calculamos o número de mols de isoctano na massa que temos:
Passo 5
A equação balanceada nos diz que 2 mols de C₈H₁₈ liberam 10.922 kJ de energia (ΔH = –10.922 kJ). Isso significa que por mol de isoctano:
Então, para 6,03 mol:
Resposta
A queima de 1 litro de isoctano é exotérmica, liberando aproximadamente 3,3 × 10⁴ kJ de calor. Portanto, a alternativa correta é a d.