Uma amostra com 1,00 mol 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 25,000^circ C. e sua capacidade calorifica total era 97,1 kJ^circ C^-1. A reaçáo elevou a temperatura do calorímetro para 27,282^circ C.
(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 C3 H8 queimado?

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 ( C3H8 + O2 CO2 + H2O ). A combustão completa de um hidrocarboneto como o propano produz dióxido de carbono ( C3H8 + O2 3,CO2 + H2O ) e água ( C3H8 + O2 3,CO2 + 4,H2O ).
A equação geral é:
C3H8 + 5,O2 3,CO2 + 4,H2O
Agora, vamos balancear essa equação:
  1. Contamos os átomos de cada elemento:
    • Carbono: 3 em
    • Hidrogênio: 8 em
    • Oxigênio: variável dependendo dos produtos
  2. Balanceamos os carbonos:
  1. Balanceamos os hidrogênios:
  1. 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:
q = C times De
Onde:
  • De é o calor liberado (em kJ)
  • q = 97,1,kJ/^circC times 2,282,^circC = 221,5,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 De queimado:
Sabemos que de propano liberou . Portanto, o calor de reação por mol é simplesmente esse valor.
çã
O sinal negativo indica que a reação é exotérmica, ou seja, libera calor.

Resposta

(a) A equação química balanceada é:
C3H8 + 5,O2 3,CO2 + 4,H2O
(b) Foram liberados de energia nessa reação.
© O calor de reação do propano com o oxigênio é .

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