A propagação do fogo em um incêndio depende da existência de três fatores: uma substância que possa ser queimada (combustível); uma substância que alimentará a combustão, chamada comburente (usualmente, o gás oxigênio); e um elemento deflagrador (chama, fagulha, descarga elétrica etc.). Na combustão completa de combustíveis orgânicos, como metano, propano, butano, etanol e metanol, há produção apenas de gás carbônico e água.
Dados: fórmulas moleculares: metano:
; propano:
; butano:
; etanol:
; e metanol:
.
Considerando a reação de combustão completa desses combustíveis, o que necessitará de maior quantidade de gás oxigênio por molécula de combustível é o:
Metano.
Propano.
Butano.
Etanol.
Metanol.
Passo 1
O enunciado dá as fórmulas moleculares dos combustíveis:
(metano),
(propano),
(butano),
(etanol) e
(metanol).
Diz também que, na combustão completa desses combustíveis, os produtos são apenas e
.
A pergunta é: qual desses combustíveis necessita da maior quantidade de por molécula de combustível na combustão completa?
Diz também que, na combustão completa desses combustíveis, os produtos são apenas
A pergunta é: qual desses combustíveis necessita da maior quantidade de
Passo 2
Vamos montar uma equação geral para a combustão completa de um composto genérico
. A combustão completa vira
e
, então escrevemos:
Explicação do porquê dos coeficientes do lado direito:
- Cada átomo de carbono vira uma molécula de
, por isso o coeficiente de é . - Cada duas hidrogênios formam uma molécula de água, então o coeficiente de
é .
Agora balanceamos oxigênio em número de átomos. No lado esquerdo há
átomos de O vindos de
mais
átomos de O que já existem no combustível, totalizando
. No lado direito há
átomos de O em
(
por
) mais
átomos de O em
(
por
). Igualando:
Isolando
:
Aqui
é o número de moléculas de
necessárias por 1 molécula do combustível
. Essa fórmula é a ferramenta prática que vamos usar. Às vezes
dá fração (ex.:
), e isso é normal — para obter inteiros podemos multiplicar a equação por 2.
Passo 3
Aplicando a fórmula ao metano
: aqui
,
,
. Então
Logo uma molécula de
precisa de
moléculas de
. A equação balanceada é
Passo 4
Para o propano
:
,
,
. Então
Uma molécula de
precisa de
moléculas de
. Equação:
Passo 5
Para o butano
:
,
,
. Então
Uma molécula de
precisa de
moléculas de
. A equação com coeficiente fracionário é
Multiplicando tudo por
para inteiros:
Passo 6
Para o etanol
:
,
,
. Então
Uma molécula de
precisa de
moléculas de
. Equação:
Passo 7
Para o metanol
:
,
,
. Então
Uma molécula de
precisa de
moléculas de
. Equação (com inteiros, multiplicando por 2):
Passo 8
Agora comparemos os valores de
(número de
por molécula de combustível):
- Metano:
- Propano:
- Butano:
- Etanol:
- Metanol:
O maior valor é
, correspondente ao butano. Portanto o combustível que necessita da maior quantidade de
por molécula é o butano. Você está indo bem — essa conta é sempre uma questão de contar átomos de C, H e O e aplicar a fórmula que derivamos.
Resposta
Butano.