Hexano (C6H14) queima com ar seco para gerar produtos com a análise molar seca 8,5% de CO2, 5,2% de CO, 3% de O2, 83,3% de N2. Determine

(a) a equação de reação balanceada.

(b) o percentual de ar teórico.

(c) a temperatura de ponto de orvalho, em °C, dos produtos a 1 atm.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

É dado que

C 6 H 14 queima com ar úmido para o produto com análise molar

Balanceando a reação para 1   k m o l de C 6 H 14

C 6 H 14 + α O 2 + 3,76 N 2 → 0,085 C O 2 + 0,052 C O + 0,03 O 2 + 0,833 N 2 + γ H 2 O

Com 3,76   m o l s de N 2 acompanhando cada mol de O 2 no ar

Passo 3

Aplicando o princípio de conservação de massa ao carbono, hidrogênio e nitrogênio, respectivamente

  • Carbono C : 6 = β 0,085 + 0,052 → β = 43,796
  • Hidrogênio H 2 : γ = 14 / 2 = 7
  • Nitrogênio N 2 : α 3,76 = β 0,833 → α = 9,703
  • Então a equação química balanceada é

    C 6 H 14 + 9,703 O 2 + 3,76 N 2 → 3,723 C O 2 + 2,277 C O + 1,314 O 2 + 36,482 N 2 + 7 H 2 O

    Passo 4

    b) a combustão de C 6 H 14 com a quantidade teórica de oxigênio

    C 6 H 14 + α t e o O 2 → λ C O 2 + ω H 2 O

    Aplicando o princípio de conservação de massa ao carbono, hidrogênio e oxigênio, respectivamente

  • Carbono C : λ = 6
  • Hidrogênio H 2 : ω = 14 / 2 = 7
  • Oxigênio O 2 : 2 α t e o = 2 λ + ω → α t e o = 9,5

Então a equação química balanceada é

C 6 H 14 + 9,5 O 2 → 6 C O 2 + 7 H 2 O

A porcentagem de ar teórico é

% A r t e ó r i c o = α α t e o ⋅ 100 = 9,703 9,5 ⋅ 100 = 102,1 %

Passo 4

Considerando os produtos de combustão

O número total de mols é

3,723 + 2,277 + 1,314 + 36,482 + 7 = 50,796   k m o l

A fração de vapor de água é

y v = 7 50,796 = 0,1378

p v = y v p = 0,1378 ⋅ 1,01325   b a r = 0,1396   b a r

Passo 5

Da tabela de vapor saturado em p v = 0,1396   b a r , interpolando

T c o n d = 45,81 + 60,06 - 45,81 0,1396 - 0,1 0,2 - 0,1 = 51,4 ° C

Resposta

a) C 6 H 14 + 9,703 O 2 + 3,76 N 2 → 3,723 C O 2 + 2,277 C O + 1,314 O 2 + 36,482 N 2 + 7 H 2 O

b) % A r t e ó r i c o = 102,1 %

c) T c o n d = 51,4 ° C

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