No que diz respeito a combustão, determine: a) Estequiometria da reação teórica, real e a porcentagem do excesso de ar.
Passo 1
Então, vamos lá! O enunciado pede para a gente determinar a estequiometria da reação teórica, real e a porcentagem do excesso de ar no processo de combustão. Isso está relacionado à química, mais especificamente à estequiometria da combustão. Para resolver isso, a gente precisa entender como balancear reações químicas de combustão, calcular a quantidade de ar necessário e, se houver excesso de ar, calcular essa porcentagem.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que é uma reação de combustão. Combustão é basicamente quando um combustível reage com o oxigênio, liberando energia na forma de calor e formando dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). A equação geral é:
Passo 3
Agora, vamos falar sobre estequiometria teórica. Isso significa calcular a quantidade exata de oxigênio que o combustível precisa para queimar completamente, sem sobra de ar ou combustível. Para isso, precisamos balancear a equação química com base na composição do combustível.
Passo 4
Vamos supor que o combustível seja o metano (CH₄) para facilitar o exemplo. A reação de combustão teórica fica:
Isso significa que para cada molécula de metano, precisamos de 2 moléculas de oxigênio.
Passo 5
Agora, considerando que o ar é composto por aproximadamente 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio, podemos calcular a quantidade de ar necessária para a combustão teórica. Como precisamos de 2 moléculas de O₂, a quantidade de ar será:
Então, para cada molécula de metano, precisamos de cerca de 9,52 moléculas de ar.
Passo 6
Mas geralmente, na prática, sempre tem um pouco de ar sobrando, ou seja, há um excesso de ar. A quantidade real de ar utilizada será maior que a teórica. Suponha que temos uma quantidade real de 11 moléculas de ar para cada molécula de metano.
Passo 7
Para encontrar o excesso de ar, usamos a fórmula:
Substituindo os valores:
Resposta
A estequiometria da reação teórica para a combustão do metano é
, a estequiometria real utiliza 11 moléculas de ar para cada molécula de metano, e a porcentagem de excesso de ar é de aproximadamente 15%.