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:
á

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.

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