Uma amostra com
de propano, um dos gases que estāo presentes na mistura usada como gás de cozinha, foi colocada em uma bomba calorimétrica com excesso de oxigénio e foi gerada uma centelha. A temperatura inicial do calorímetro era
. e sua capacidade calorifica total era
. A reaçáo elevou a temperatura do calorímetro para
.
(a) Escreva a equação química balanceada para a reaçâo no calorímetro.
(b) Quantos joules foram liberados nessa reação?
© Qual é o calor de reaçáo do propano com o oxigénio expresso em quilojoules por mol de
queimado?
(a) Escreva a equação química balanceada para a reaçâo no calorímetro.
(b) Quantos joules foram liberados nessa reação?
© Qual é o calor de reaçáo do propano com o oxigénio expresso em quilojoules por mol de
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! Aqui, temos uma reação de combustão do propano (
) dentro de um calorímetro. Vamos usar conceitos de equilíbrio químico e calorimetria para responder as questões. Para isso, vamos precisar balancear a equação química, calcular o calor liberado na reação usando a capacidade calorífica do calorímetro e determinar o calor de reação por mol de propano queimado.
Passo 2
(a) Escrevendo a equação química balanceada para a combustão do propano:
Primeiro, precisamos saber como o propano reage com o oxigênio (
). A combustão completa de um hidrocarboneto como o propano produz dióxido de carbono (
) e água (
).
A equação geral é:
Agora, vamos balancear essa equação:
-
Contamos os átomos de cada elemento:
- Carbono: 3 em
- Hidrogênio: 8 em
- Oxigênio: variável dependendo dos produtos
- Carbono: 3 em
-
Balanceamos os carbonos:
- Balanceamos os hidrogênios:
- Finalmente, ajustamos o oxigênio:
- Produtos têm
átomos de O em e átomos de O em , totalizando 10 átomos de O. - Portanto, precisamos de
para fornecer 10 átomos de O.
Equação balanceada:
Passo 3
(b) Calculando quantos joules foram liberados nessa reação:
Para isso, usamos a fórmula da calorimetria:
Onde:
-
é o calor liberado (em kJ) -
é a capacidade calorífica do calorímetro ( ) -
é a variação de temperatura ( )
Calculando
:
Agora, calculamos
:
Como a temperatura aumentou, o calor foi liberado pela reação. Portanto,
foram liberados.
Passo 4
© Determinando o calor de reação do propano com o oxigênio por mol de
queimado:
Sabemos que
de propano liberou
. Portanto, o calor de reação por mol é simplesmente esse valor.
O sinal negativo indica que a reação é exotérmica, ou seja, libera calor.
Resposta
(a) A equação química balanceada é:
(b) Foram liberados
de energia nessa reação.
© O calor de reação do propano com o oxigênio é
.