Exercícios Resolvidos de Combustão Completa e Ar Teórico

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Enunciado

Deduza uma fórmula que calcule a quantidade estequiométrica de ar necessária para queimar 1   k m o l de um hidrocarboneto qualquer C x H y .

Passo 1

Tudo bem, querid@s? Partiu fazer um exercício de cálculo de quantidade estequiométrica de ar?

O exercício quer que a gente calcule a menor quantidade n a r de k m o l de ar seco que faça 1   k m o l de C x H y passar por uma combustão completa. Em outras palavras, ele quer saber quantos k m o l de ar temos que usar pra transformar C x H y em C O 2 e H 2 O ! A equação da combustão abaixo mostra os reagentes e produtos da combustão completa de C x H y .

C x H y + a O 2 + 3,76   N 2 ⟶ b   C O 2 + c   N 2 + d   H 2 O

onde a , b , c e d são os coeficientes estequiométricos da equação química da combustão.

Como o ar é composto de O 2 e N 2 , a quantidade n a r de k m o l de ar é a soma entre a quantidade a de k m o l de O 2 do ar e a quantidade 3,76 a de k m o l de N 2 .

n a r = a + 3,76 = 4,76 a

Para achar o valor do coeficiente a vamos precisar fazer o balanço químico da 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 k m o l que dos elementos químicos do lado direito! Ou seja, a quantidade de C do lado esquerdo deve ser igual à quantidade de C do lado direito. Por isso, os x   k m o l de C dos reagentes deve ser igual aos b   k m o l de C dos produtos.

b = x

Antes de achar o coeficiente a , precisamos calcular o coeficiente d através do balanço de hidrogênio H ! De acordo com esse balanço, os y   k m o l de H dos reagentes precisam ser iguais aos 2 d   k m o l de H dos produtos.

2 d = y

d = y 2

O coeficiente a pode ser encontrado fazendo o balanço de oxigênio O 2 . Pra isso, os 2 a   k m o l de O presentes nos reagentes têm que ser iguais aos 2 b + d   k m o l de O dos produtos.

2 a = 2 b + d

2 a = 2 x + y 2

a = x + y 4

Substituindo a na fórmula de n a r :

n a r = 4,76 a

n a r = 4,76 x + y 4

Passo 3

Resposta

n a r = 4,76 x + y 4

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