Questão 2.5: Escrever a reação de combustão do álcool metílico
com o ar usando: a) ar estequiométrico; b) 20% de excesso de ar. Calcular em cada caso o teor de
e
.
Passo 1
O enunciado pede a combustão de uma molécula de metanol
com ar, nos casos (a) sem excesso de ar (estequiométrico) e (b) com
de excesso de ar, e quer o teor (fração molar) de
e de
nos gases de combustão. Vamos usar balanço estequiométrico de massa e considerar ar ideal como mistura de
e
na proporção molar de
de
para
de
(ou seja,
em volume de
).
Passo 2
Para achar a reação estequiométrica com oxigênio puro, equilibramos:
Balanceando C dá
mol de
. Balanceando H (são 4 átomos) dá
. Agora o oxigênio total no produto é
(em
) mais
(em
) =
átomos →
mol de
. A reação estequiométrica é portanto
Agora substituímos
por ar: para cada
mol de
inserimos
mol de
. Logo, para
mol de
há
mol de
. A reação com ar estequiométrico é
O total de mols de produtos é
Assim as frações molares (teores) no caso estequiométrico são
Passo 3
Para
de excesso de ar, multiplicamos o oxigênio teórico por
, ou seja
mol de
. O nitrogênio será
mol de
. A reação fica
Os produtos contêm
mol de
,
mol de
,
mol de
não reagido e
mol de
. O total é
Logo
Resposta
a) Com ar estequiométrico:
b) Com
de excesso de ar: