é produzido na combustão do n-heptano. Deseja-se produzir
de gelo seco. Todavia, apenas
do
produzido podem ser convertidos a gelo seco. Deste modo, qual a massa de n -heptano que deve ser queimada por hora?
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos que produzir 500 kg/h de gelo seco, que é dióxido de carbono sólido (
). No entanto, apenas 50% do
produzido na queima de n-heptano pode ser convertido em gelo seco. Nosso objetivo é descobrir qual a massa de n-heptano que precisa ser queimada por hora para atingir essa produção.
Para resolver isso, vamos precisar do balanceamento da reação de combustão do n-heptano e utilizar conceitos de estequiometria, que nos ajudam a relacionar as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química.
Passo 2
Vamos escrever a equação balanceada da combustão completa do n-heptano (
). A combustão completa de um hidrocarboneto produz dióxido de carbono (
) e água (
). A equação balanceada é:
Isso significa que 1 mol de n-heptano produz 7 mols de
.
Passo 3
Agora, precisamos calcular a massa de
que deve ser produzida por hora para obter 500 kg/h de gelo seco, considerando que somente 50% do
gerado pode ser convertido em gelo seco.
Isso significa que a massa total de
que precisamos produzir é o dobro da massa desejada de gelo seco:
Passo 4
Agora, vamos relacionar a massa de
produzida com a massa de n-heptano que será queimada. Para isso, usamos as massas molares:
-
Massa molar do n-heptano (
): -
Massa molar do
:
Passo 5
Pela equação balanceada, 1 mol de n-heptano produz 7 mols de
. Vamos determinar quantos mols de
correspondem a 1000 kg/h.
Primeiro, convertendo 1000 kg para gramas:
Agora, calculando os mols de
:
Passo 6
Como cada mol de n-heptano produz 7 mols de
, a quantidade de mols de n-heptano necessária é:
Passo 7
Agora, vamos converter os mols de n-heptano para massa, usando a massa molar do n-heptano:
Convertendo para quilogramas:
Resposta
Portanto, para produzir 500 kg/h de gelo seco, é necessário queimar aproximadamente 324,68 kg/h de n-heptano.