Em uma reação de combustão, de um hidrocarboneto desconhecido reage com ar seco, formando de gás carbônico , de água , nitrogênio e de oxigênio . Determine qual é o hidrocarboneto e calcule a razão entre a quantidade de de ar e a quantidade de de combustível dessa reação de combustão.
Passo 1
Oi, galera bonita! Vamos direto ao ponto para resolver logo esse exercício!
O enunciado quer que a gente determine a razão entre a quantidade de massa em do ar e a quantidade de massa em do combustível na combustão. Além disso, ele quer saber quanto valem e do hidrocarboneto .
Para calcular a massa , temos que multiplicar a quantidade de de ar presente na reação pela massa molar do ar . O mesmo deve ser feito para o combustível. Achamos a massa , multiplicando a quantidade de de combustível pela massa molar do combustível. vale segundo o enunciado!
Para calcular , temos que lembrar de uma informação! Quando utilizamos o presente no ar seco para realizar uma reação combustão, ele vem junto com nitrogênio . Logo, achamos somando a quantidade de de com a quantidade de de .
Pra determinar o valor de e , precisamos escrever a equação química da reação de combustão que o enunciado descreveu. O enunciado diz que de reagem com de e de para formar de , de , de e de .
Escrever a equação química da reação é a mesma coisa que colocar os reagentes a esquerda da seta e os produtos a direita da seta e determinar os coeficientes estequiométricos , e da equação! No nosso caso, também precisamos achar e do hidrocarboneto! Para achar , , , e faremos o balanço da equação química no próximo passo!
Passo 2
Primeiro, usaremos o balanço da equação química pra achar qual é o hidrocarboneto que está participando da reação. Achamos através do balanço de carbono ! Para a quantidade de carbono ficar balanceada, a quantidade de de presente nos reagentes tem que ser igual à quantidade de presente nos produtos.
Achamos através do balanço de hidrogênio . Para a quantidade de hidrogênio ficar balanceada, a quantidade de de presente nos reagentes tem que ser igual à quantidade de presente nos produtos.
Com e , vemos que o hidrocarboneto desconhecido é o hidrocarboneto chamado de octano! Ou seja, já achamos uma das respostas que o exercício nos pedia! Agora vamos começar a determinar !
Passo 3
A primeira informação que precisamos lembrar quando fazemos o balanço da combustão com ar seco pra achar é que a cada de presente no ar, existem de presentes no ar. Ou seja, a quantidade de do é maior que a quantidade de do !
Agora só precisamos achar o valor de pra descobrir ! Pra isso, temos que fazer o balanço de oxigênio . Para a quantidade de oxigênio ficar balanceada, a quantidade de de presente nos reagentes tem que ser igual à de presente mais de presente em mais de presente no dos produtos.
Com esse valor, achamos .
Substituindo e na equação de de ar, achamos .
Agora que conhecemos e podemos calcular as massas e para encontrar !
Passo 4
Pra achar , temos que ver o valor da massa molar do ar em uma tabela. vale . Logo:
Pra achar , temos que obter a massa molar do octano que vale .
Substituindo e na equação de :
Boaaaaaaaaa! Encontramos a segunda e última informação que o enunciado pediu!