Escreva a equação balanceada para a reação de combustão completa do butano. E supondo que o GLP seja apenas butano, quantos quilogramas de CO2 serão produzidos pela queima completa de 13 kg do gás contido em um botijão doméstico?

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício juntos. A gente tem duas partes aqui:
  1. Escrever a equação balanceada para a combustão completa do butano.
  2. Calcular quantos quilogramas de CO₂ são produzidos pela queima completa de 13 kg de butano (GLP).
Para isso, vamos precisar usar conceitos de reações químicas, balanceamento de equações e estequiometria, que é a parte da química que relaciona as quantidades das substâncias envolvidas nas reações.

Passo 2

Primeiro, vamos entender o que é combustão completa. É quando um combustível reage completamente com o oxigênio, produzindo dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O), sem deixar resíduos de carbono ou hidrogênio.

Passo 3

O butano tem a fórmula química C₄H₁₀. Vamos escrever a equação geral da combustão completa desse combustível:
C4H10 + O2 CO2 + H2O
Agora precisamos balancear essa equação, ou seja, ajustar os coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja igual nos dois lados da equação.

Passo 4

Balanceando o carbono ©:
O butano tem 4 átomos de carbono, então precisamos de 4 moléculas de CO₂ para equilibrar:
C4H10 + O2 4CO2 + H2O

Passo 5

Balanceando o hidrogênio (H):
O butano tem 10 átomos de hidrogênio, então precisamos de 5 moléculas de H₂O para ter 10 átomos de hidrogênio:
C4H10 + O2 4CO2 + 5H2O

Passo 6

Agora, balanceando o oxigênio (O):
No lado dos produtos, temos:
  • 4 CO₂, cada uma com 2 átomos de oxigênio: 4 × 2 = 8 O
  • 5 H₂O, cada uma com 1 átomo de oxigênio: 5 × 1 = 5 O
    Total de oxigênios nos produtos: 8 + 5 = 13 O
Como cada molécula de O₂ tem 2 átomos de oxigênio, precisamos de 13/2 = 6,5 moléculas de O₂. Para evitar frações, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O

Passo 7

Prontinho! A equação balanceada para a combustão completa do butano é:
2C4H10 + 13O2 8CO2 + 10H2O

Passo 8

Agora, vamos calcular quantos quilogramas de CO₂ são produzidos pela queima de 13 kg de butano.
Primeiro, precisamos converter a massa de butano (C₄H₁₀) para mols. Para isso, usamos a massa molar do butano:
  • Carbono ©: 12 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1 g/mol
Então, massa molar do butano:
4 times 12 + 10 times 1 = 48 + 10 = 58 g/mol

Passo 9

Convertendo 13 kg de butano para gramas:
13 kg = 13 times 1000 = 13000 g
Número de mols de butano:
13000 g58 g/mol approx 224,14 mol

Passo 10

Pela equação balanceada, 2 mols de butano produzem 8 mols de CO₂. Então, multiplicamos os mols de butano pelo fator de conversão:
224,14 mol C4H10 times 8 mol CO22 mol C4H10 = 896,56 mol CO2

Passo 11

Agora, vamos converter os mols de CO₂ para massa. A massa molar do CO₂ é:
12 (C) + 2 times 16 (O) = 12 + 32 = 44 g/mol
Massa de CO₂ produzida:
896,56 mol times 44 g/mol approx 39446,64 g
Convertendo para quilogramas:
39446,64 g1000 approx 39,45 kg

Resposta

A queima completa de 13 kg de butano produz aproximadamente 39,45 kg de CO₂.

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