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:
- Escrever a equação balanceada para a combustão completa do butano.
- 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:
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:
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:
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:
Passo 7
Prontinho! A equação balanceada para a combustão completa do butano é:
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:
Passo 9
Convertendo 13 kg de butano para gramas:
Número de mols de butano:
Passo 10
Pela equação balanceada, 2 mols de butano produzem 8 mols de CO₂. Então, multiplicamos os mols de butano pelo fator de conversão:
Passo 11
Agora, vamos converter os mols de CO₂ para massa. A massa molar do CO₂ é:
Massa de CO₂ produzida:
Convertendo para quilogramas:
Resposta
A queima completa de 13 kg de butano produz aproximadamente 39,45 kg de CO₂.