Considerando a combustão do GLP contendo
de gás propano e
de gás butano, com o volume de ar teórico igual a
a 27 Celsius e 700 mmHg . Calcular o volume de fumos nestas mesmas condições experimentais que se desprenderá, e a composição volumétrica dos gases componentes.
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a combustão de GLP, que é uma mistura de 50% de propano e 50% de butano. A gente sabe que a combustão completa desses gases precisa de uma certa quantidade de ar, que aqui é chamada de “ar teórico” e é igual a 27,38 litros nas condições de 27°C e 700 mmHg. Nosso objetivo é calcular quanto de fumo (gases resultantes da combustão) vai se formar nessas mesmas condições e também descobrir de que gases é composto esse fumo.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a combustão completa dos hidrocarbonetos. Quando o propano (
) e o butano (
) queimam completamente, eles reagem com o oxigênio (
) do ar para formar dióxido de carbono (
) e vapor d’água (
). A equação geral da combustão completa é:
Passo 3
Vamos calcular a combustão de cada componente separadamente.
Para o propano (
):
Para o butano (
):
Passo 4
Como temos uma mistura igual de propano e butano, vamos considerar 1 mol de GLP, ou seja, 0,5 mol de propano e 0,5 mol de butano.
Combustão do propano:
Combustão do butano:
Passo 5
Agora, somando as duas reações:
Simplificando:
Passo 6
Sabemos que o volume de ar teórico é de 27,38 litros, que corresponde a 5,75 litros de
. Como o ar é composto aproximadamente por 21% de
, podemos confirmar:
Passo 7
Agora, vamos calcular os volumes dos produtos. Pela estequiometria, teremos:
Considerando que estamos nas mesmas condições de temperatura e pressão, os volumes se mantém proporcionais aos coeficientes molares.
Passo 8
Os volumes dos fumos serão a soma dos volumes de
e
:
Passo 9
Para a composição volumétrica dos gases no fumo:
-
: 3,5 L -
: 4,5 L
Total: 8 L
Calculando as porcentagens:
Resposta
O volume de fumos formado é de
, composto aproximadamente por
de
e
de
nas condições experimentais de 27°C e 700 mmHg.
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