Óleo combustível com uma análise em base mássica de de , de e de matéria inerte, queima com ar pra gerar produtos com a análise molar seca de de ; de de . Determine a razão entre a massa de ar e a massa de combustível em uma base mássica.
Passo 1
Oi, galerinha! Seria incrível entender como se resolve um exercício de combustão que pode cair na sua prova, não é mesmo? Com esse passo a passo seu sonho pode virar realidade!
Em um exercício de combustão temos primeiro que encontrar os reagentes e produtos da reação. A questão disse que , e ar seco reagem. Como ar é feito de e , os reagentes são: , , e . 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.
A matéria inerte não entrou na equação da combustão, porque ela não participa da reação.
Esses coeficientes estequiométricos precisam ser encontrados para encontrarmos a razão entre a massa de ar e a massa de combustível.
Essas massas são determinadas através do balanço da equação química que começaremos a fazer no próximo passo.
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.
Calcularemos , supondo que de combustível é queimado. Pra isso, achamos primeiro a massa de multiplicando pelos de no combustível.
Da mesma forma, achamos a massa de , multiplicando pelos de no combustível.
Nós calculamos as massas pro caso de de combustível serem queimados, mas poderia ser qualquer quantidade de combustível! Esse valor não interfere no cálculo de !
Agora, para achar a quantidade de de nos reagentes, dividimos pela massa molar do carbono que vale .
é encontrado, dividindo pela massa molar do hidrogênio que vale segundo as tabelas termodinâmicas de gases.
Beleza! Achamos um monte de coeficiente dos reagentes! Mas como podemos calcular os coeficientes dos produtos?
Veremos isso no próximo passo!
Passo 3
Para achar os coeficientes dos produtos, 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, falta achar e os coeficientes estequiométricos e que faltam no próximo passo.
Passo 4
Pra achar o valor de produtos secos gerados na combustão de de combustível, balanceamos a quantidade de carbono da equação abaixo. A equação abaixo mostra os coeficientes já calculados. 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!
Com a equação balanceada, somos capazes de calcular e no próximo passo!
Passo 6
Para achar a massa de ar seco que reage com o combustível, temos que multiplicar a quantidade de de ar presente nos reagentes pela massa molar do ar seco.
vale segundo tabelas de gases ideais.
Já é a soma entre os de do ar com os de do ar.
Substituindo esses valores na fórmula de , achamos:
Pronto! Já achamos uma das massas necessárias para o cálculo de ! vale , porque consideramos anteriormente que de combustível foram queimados.
Dividindo por :
Uhuuuuuuuul! Show de bola, pessoal! Achamos o resultado que o enunciado pediu!