Uma mistura gasosa com a análise molar de , de , de reage para gerar produtos que consistem apenas de , e . Determine a quantidade de cada produto, em por da mistura.
Passo 1
Oi, fof@s! Vamos direto ao ponto pra entender logo o que a questão quer?
O enunciado quer que a gente encontre o valor de frações mássicas dos produtos: a fração de , a fração de e a fração de . é a massa de dividida pela massa total dos produtos .
Da mesma forma, é a massa de dividida pela massa total dos produtos . Por fim, temos que é a massa de dividida pela massa total dos produtos .
Pra achar as massas , , e , temos, primeiro, que escrever a equação química da reação de combustão do enunciado. O enunciado diz que de e de reagem com de do combustível, formando de , de e de . Atenção! As cinzas não entram na equação química. Por isso são desprezadas!
É importante notar que, como não tem nitrogênio nos produtos, podemos assumir a reação de combustão foi realizada com o oxigênio do combustível e não com a mistura de com do ar! Para acharmos , , e precisamos encontrar , e . , e são determinados através do balanço da equação química vista no próximo passo!
Passo 2
O primeiro passo para fazer o balanço de uma equação com combustível misturado é determinar a quantidade de de , a quantidade de de e a quantidade de de presentes dentro da mistura combustível.
Calculamos , supondo que de combustível é queimado. Podemos supor que qualquer quantidade de de combustível é queimada, porque isso não interfere no cálculo das frações mássicas! Achamos a quantidade de de , multiplicando pelos de no combustível.
Da mesma forma, achamos a quantidade de de , multiplicando os pelos de no combustível e calculamos a quantidade de de , multiplicando os pelos de no combustível!
Substituindo essas informações na equação química de combustão, encontramos a seguinte reação.
Com essa equação química já somos capazes de achar , e e partir pro cálculo de , e !
Passo 3
Determinamos o coeficiente estequiométrico , fazendo o balanço do carbono . Para a quantidade de ficar balanceada, os de presentes nos produtos precisam ser iguais aos de presentes nos reagentes.
Para achar , precisamos achar primeiro. Achamos , fazendo o balanço de hidrogênio .
Para a quantidade de ficar balanceada, os de dos produtos têm que ser iguais aos de dos reagentes.
Para a quantidade de ficar balanceada e encontrarmos , os de presente no mais de presente no mais de presente no têm que ser iguais aos de presentes no do combustível, mais de presente no .
Conhecendo essa equação química, somos capazes de achar as frações mássicas no próximo passo!
Passo 4
Pra achar , temos que multiplicar o valor da massa molar do oxigênio por de produzido pela combustão. Logo:
Achamos , usando o mesmo método. Multiplicamos a massa molar de por de .
Por fim, pra achar , temos que multiplicar o valor da massa molar da água por de .
Como , e são os produtos da combustão, a massa total dos produtos é a soma das massas de , e .
Substituindo as massas nas fórmulas de , e :
Chegamos no fim do exercício com os resultados que o enunciado nos pediu!