Use a equação balanceada para a combustão do etanol de modo a calcular a massa do dióxido de carbono produzido quando são queimados 25 g de etanol em um grande fluxo de ar.
Passo 1
O enunciado dá e pede o seguinte (lista clara das informações):
- Massa de etanol queimada:
. - Diz que há um grande fluxo de ar (isto é, oxigênio em excesso), portanto assumir combustão completa.
- Pergunta: calcular a massa do dióxido de carbono produzido.
Passo 2
Escrever e balancear a equação de combustão completa do etanol. O etanol tem fórmula molecular
(que é a mesma que
). A reação geral de combustão completa é:
Agora balanceamos por átomos:
- Carbono: à esquerda há 2 átomos de C, logo precisamos de
. - Hidrogênio: à esquerda há 6 átomos de H, então em
precisamos de tal que , logo . - Oxigênio: contar O em produtos:
moléculas de têm átomos de O; moléculas de têm átomos de O; total átomos de O. À esquerda, o etanol traz átomo de O, então os da devem totalizar átomos, isto é ⇒ .
Portanto a equação balanceada é:
Passo 3
Entender a relação estequiométrica útil para o problema:
- Da equação balanceada,
mol de etanol produz mols de .
Para converter massa ↔ número de mols usamos massas molares. Calcular massas molares (usando, , g·mol^{-1}, valores inteiros para facilitar contas manuais): - Massa molar do etanol
:
- Massa molar do dióxido de carbono
:
Passo 4
Converter a massa de etanol para número de mols:
(Explanação rápida: dividir a massa dada pela massa de uma mol de substância dá quantos mols há.)
Passo 5
Usar a estequiometria para achar o número de mols de
:
(Explicação: a equação mostrou que cada mol de etanol gera 2 mols de
.)
Passo 6
Converter o número de mols de
em massa:
(Se preferir ver por proporção:
de etanol →
de
; então
→
.)
Passo 7
Comentário final motivacional e sobre a hipótese: como havia ar em grande fluxo, a combustão foi assumida completa (sem produção significativa de monóxido de carbono ou carbono elementar). Assim o valor calculado é o esperado para combustão completa.