de gás metano sofre uma combustão completa com de excesso de ar. Determine a equação balanceada dessa combustão.
Passo 1
Fala, galera! Vamos aprender a usar porcentagem de ar teórico através de um exercício?
O primeiro passo de qualquer exercício de combustão é escrever a equação da reação. Pra isso, devemos conhecer os reagentes e produtos. No nosso caso, a questão disse que e ar seco reagem na combustão. Logo, , do ar e do ar são os reagentes. Como a combustão é completa, os produtos são , , e ( é por causa do excesso de ar).
, , , e são os coeficientes estequiométricos da combustão. Fazer o balanceamento da equação é a mesma coisa que achar o valor desses coeficientes.
No entanto, para calcular todos esses coeficientes, precisamos descobrir quanto vale a quantidade de ar teórico. é a quantidade de ar necessária pra fazer os de passar por uma combustão completa sem gerar nos produtos. Ou seja, é encontrada balanceando a equação de combustão abaixo.
onde , , e são os coeficientes estequiométricos da equação da combustão do enunciado.
Como o ar é formado por e , pode ser obtido, somando a quantidade de de com a quantidade de de .
Vamos começar o exercício, calculando no próximo passo através do balanceamento dessa última equação de combustão!
Passo 2
Fazer o balanço da equação é a mesma coisa que fazer os elementos químicos do lado esquerdo terem a mesma quantidade de que dos elementos químicos do lado direito! Ou seja, a quantidade de do lado esquerdo deve ser igual à quantidade de do lado direito. Por isso, de dos reagentes deve ser igual a de dos produtos.
A quantidade de de é encontrada através do balanço de hidrogênio . Para a quantidade de ficar balanceada, os de dos reagentes devem ser iguais aos de dos produtos.
O coeficiente pode ser encontrado fazendo o balanço de oxigênio . Pra isso, os de presentes nos reagentes têm que ser iguais aos de dos produtos.
Substituindo na fórmula de :
Beleza, achamos o ar teórico ! Mas como isso pode nos ajudar a balancear a primeira equação do passo 1? Veremos isso no próximo passo!
Passo 3
A gente vai usar pra encontrar o coeficiente ! Pra isso, nós temos que usar um dado muito importante que o enunciado nos deu! Ele disse que a combustão foi feita com de excesso de ar. Isso significa que foram usados de ar teórico na queima de ! Com essa informação, somos capazes de achar a quantidade de ar usado na combustão.
Agora que vem o pulo do gato! Vamos usar a fórmula de pra achar o coeficiente !
Aeeee! Achamos o coeficiente da equação que queremos balancear! Agora nos resta calcular os outros coeficientes no próximo passo!
Passo 4
Para a quantidade de ficar balanceada, de dos reagentes deve ser igual a de dos produtos. A equação da combustão se encontra abaixo pro balanceamento ficar mais claro.
Antes de achar o coeficiente , precisamos calcular o coeficiente através do balanço de hidrogênio ! De acordo com esse balanço, os de dos reagentes precisam ser iguais aos de dos produtos.
O coeficiente pode ser encontrado fazendo o balanço de oxigênio . Pra isso, os de presentes nos reagentes têm que ser iguais aos de dos produtos.
Por fim, achamos o coeficiente do dos produtos, igualando os de dos reagentes com os de dos produtos.
Substituindo os coeficientes na equação de combustão, encontramos a equação balanceada que o enunciado nos pediu!