A combustão completa do pentano é representada, qualitativamente, pela seguinte equação (não balanceada): C5H12(g) + O2(g) → CO2(g) + H2O(g) Partindo da equação química ajustada e estabelecendo um consumo de 1,5 mol de pentano em 30 minutos de reação, pode-se concluir que a velocidade da reação, em mols de gás carbônico por minuto, é:
a) 0,05
b) 0,15
c) 0,25
d) 0,30
e) 7,5
a) 0,05
b) 0,15
c) 0,25
d) 0,30
e) 7,5
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! O enunciado fala sobre a combustão completa do pentano (C₅H₁₂) e nos pede para descobrir a velocidade da reação em mols de dióxido de carbono (CO₂) por minuto. Para isso, vamos precisar balancear a equação química da combustão e usar algumas relações estequiométricas básicas.
Passo 2
Primeiro, vamos balancear a equação química da combustão completa do pentano. A combustão completa ocorre quando o hidrocarboneto reage com oxigênio (O₂) para formar dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). A equação não balanceada é:
Para balancear, ajustamos os coeficientes para igualar o número de átomos de cada elemento em ambos os lados:
- Carbono ©: 5 átomos no pentano, então precisamos de 5 moléculas de CO₂.
- Hidrogênio (H): 12 átomos no pentano, então precisamos de 6 moléculas de H₂O.
- Oxigênio (O): Do lado dos reagentes, temos O₂. Do lado dos produtos, temos 5×2 (de CO₂) + 6×1 (de H₂O) = 16 átomos de oxigênio. Portanto, precisamos de 8 moléculas de O₂.
A equação balanceada fica:
Passo 3
Agora, vamos analisar a relação estequiométrica entre o pentano e o dióxido de carbono a partir da equação balanceada. Observamos que 1 mol de C₅H₁₂ produz 5 mols de CO₂.
Passo 4
Sabemos que 1,5 mol de pentano são consumidos em 30 minutos. Primeiro, vamos calcular quantos mols de CO₂ são produzidos por esses 1,5 mol de pentano:
Agora, para encontrar a velocidade da reação em mols de CO₂ por minuto, dividimos pela quantidade de tempo:
Resposta
A velocidade da reação é 0,25 mol de CO₂ por minuto. Portanto, a alternativa correta é a letra c) 0,25.