Qual é o volume de dióxido de carbono que se obtém durante a combustão de 2 litros de butano?. Os volumes de ambos os gases são considerados em condições iguais.

Passo 1

O enunciado dá: há \;2\\ \mathrm{L}\; de butano e pede o volume de dióxido de carbono ( \mathrm{CO}_2) obtido na combustão, considerando que os volumes dos gases são medidos em condições iguais (mesma temperatura e pressão). Informação relevante:
  • Volume inicial de butano: \;2\\ \mathrm{L}\;.
  • Condição: volumes comparáveis em mesmas condições (isso permite usar razão direta entre volumes e mols).
    O que se pede: o volume, em litros, de \mathrm{CO}_2 produzido.

Passo 2

Escrever e balancear a reação de combustão do butano. A fórmula do butano é \mathrm{C}_4\mathrm{H}_{10}. A combustão completa com oxigênio produz dióxido de carbono e água. A equação balanceada (coeficientes inteiros) é:
2\\ \mathrm{C}_4\mathrm{H}_{10} + 13\\ \mathrm{O}_2 \to 8\\ \mathrm{CO}_2 + 10\\ \mathrm{H}_2\mathrm{O}.
Explicando: os coeficientes indicam as proporções molares entre reagentes e produtos.

Passo 3

Usar a relação estequiométrica para obter a razão molar entre \mathrm{C}_4\mathrm{H}_{10} e \mathrm{CO}_2. Da equação balanceada, 2 mols de \mathrm{C}_4\mathrm{H}_{10} produzem 8 mols de \mathrm{CO}_2. Dividindo por 2:
1\\ \text{mol de }\mathrm{C}_4\mathrm{H}_{10}\\ \longrightarrow\\\ 4\\ \text{mol de }\mathrm{CO}_2.
Então a razão molar é 1:4.

Passo 4

Explicar por que podemos trocar mols por volumes: pela lei de Avogadro, em igual temperatura e pressão, volumes iguais de gases contêm o mesmo número de mols. Assim, a razão molar 1:4 entre butano e \mathrm{CO}_2 vale também como razão volumétrica entre volumes de gases nas mesmas condições. Ou seja:
V_{\mathrm{CO}_2}=4\cdot V_{\mathrm{C_4H_{10}}}.

Passo 5

Aplicar a razão ao valor dado. Como V_{\mathrm{C_4H_{10}}}=\;2\\ \mathrm{L}:
V_{\mathrm{CO}_2}=4\cdot 2\\ \mathrm{L}=8\\ \mathrm{L}.
Portanto obtém-se \;8\\ \mathrm{L}\; de dióxido de carbono nas mesmas condições.

Resposta

8\\ \mathrm{L} de \mathrm{CO}_2

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