Uma mistura de gás natural com uma análise molar de de , de e de é queimada, gerando produtos com análise molar seca: de , de e de . Sabendo que ar seco foi usado nessa queima, determine a equação de reação balanceada.
Passo 1
Fala, galera! Vamos fazer mais um exercício de combustão pra dominar o assunto?
Em um exercício de combustão temos primeiro que encontrar os reagentes e produtos da reação. A questão disse que , , e ar seco (mistura de uma parte de e partes de ) reagem. Logo, , , e são os reagentes. Sabemos que os produtos secos (sem contar com o ) são , e . Logo, , , e são os produtos.
onde , , , , , , e são os coeficientes estequiométricos da equação de combustão.
Quando a questão pede pra gente determinar a equação de reação balanceada, ela quer que a gente ache os valores desses coeficientes! Então vamos achar os coeficientes do combustível no passo a seguir.
Passo 2
O primeiro passo para fazer o balanço de uma equação, quando o enunciado nos dá as composições dos produtos e do combustível, é determinar os coeficientes de cada componente do combustível. Pra isso, assumimos que de combustível é queimado! Calcularemos, então, os de de , multiplicando pelos de .
O coeficiente de também pode ser determinado dessa forma. Por isso, multiplicamos o de combustível pelos de presente no combustível!
Por fim, encontramos o coeficiente de , multiplicando pelos de presentes no combustível.
Beleza! Achamos um monte de coeficiente dos reagentes! Mas como podemos calcular os coeficientes dos produtos? Será que podemos supor que de produtos secos é gerado?
Veremos isso no próximo passo!
Passo 3
Não podemos supor que de produtos secos é gerado, porque não sabemos se a reação de de combustível vai realmente gerar de produtos secos. Por isso, consideramos que de combustível gera uma quantidade desconhecida de produtos.
Dessa forma, achamos o coeficiente do , multiplicando pelos de .
O coeficiente de é encontrado de forma bem parecida! Pra encontrar , multiplicamos a quantidade de produtos secos pela porcentagem de presente nos produtos secos!
Por fim, encontramos o coeficiente de , multiplicando os de produtos secos pela porcentagem de presente nesses produtos.
Agora, pra achar e os coeficientes estequiométricos e que faltam, faremos o balanço da equação química de combustão no próximo passo.
Passo 4
Pra achar o valor de produtos secos gerados na combustão de de combustível, temos que balancear a quantidade de carbono da equação abaixo. A equação abaixo mostra os coeficientes que já calculamos. Como , e estão em função de , colocamos o em evidência!
Pra balancear , os de presentes presente nos reagentes precisam ser iguais aos de dos produtos. Logo:
Agora resta achar e !
Pra achar , fazemos o balanço do hidrogênio . Esse balanço nos diz que a quantidade de de dos reagentes deve ser igual à quantidade de dos produtos!
Como, o balanço de nitrogênio serve apenas para verificar se fizemos os balanços corretamente, devemos sempre achar os coeficientes sem usar o balanço de ! Portanto, calcularemos o coeficiente no próximo passo, usando o balanço de oxigênio !
Passo 5
O balanço de oxigênio diz que de dos reagentes devem ser iguais a de presente nos produtos.
Substituindo o valor de todos os coeficientes na equação química, conseguimos determinar a equação balanceada da combustão!