CO2 é produzido na combustão do n-heptano. Deseja-se produzir 500 kg / h de gelo seco. Todavia, apenas 50 % do CO2 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 ( CO2). No entanto, apenas 50% do CO2 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 ( C7H16). A combustão completa de um hidrocarboneto produz dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). A equação balanceada é:
C7H16 + 11,O2 7,CO2 + 8,H2O
Isso significa que 1 mol de n-heptano produz 7 mols de CO2.

Passo 3

Agora, precisamos calcular a massa de CO2 que deve ser produzida por hora para obter 500 kg/h de gelo seco, considerando que somente 50% do CO2 gerado pode ser convertido em gelo seco.
Isso significa que a massa total de CO2 que precisamos produzir é o dobro da massa desejada de gelo seco:
Massa de CO2 necessária = 500,kg/h0,5 = 1000,kg/h á

Passo 4

Agora, vamos relacionar a massa de CO2 produzida com a massa de n-heptano que será queimada. Para isso, usamos as massas molares:
  • Massa molar do n-heptano ( C7H16):
    7 times 12,g/mol + 16 times 1,g/mol = 100,g/mol
  • Massa molar do CO2:
    12,g/mol + 2 times 16,g/mol = 44,g/mol

Passo 5

Pela equação balanceada, 1 mol de n-heptano produz 7 mols de CO2. Vamos determinar quantos mols de CO2 correspondem a 1000 kg/h.
Primeiro, convertendo 1000 kg para gramas:
1000,kg = 1,000,000,g
Agora, calculando os mols de CO2:
1,000,000,g44,g/mol approx 22,727,27,mol

Passo 6

Como cada mol de n-heptano produz 7 mols de CO2, a quantidade de mols de n-heptano necessária é:
22,727,27,mol7 approx 3,246,75,mol

Passo 7

Agora, vamos converter os mols de n-heptano para massa, usando a massa molar do n-heptano:
3,246,75,mol times 100,g/mol = 324,675,g
Convertendo para quilogramas:
324,675,g = 324,675,kg

Resposta

Portanto, para produzir 500 kg/h de gelo seco, é necessário queimar aproximadamente 324,68 kg/h de n-heptano.

Exercícios relacionados