0 etanol
e o álcool presente nas bebidas alcoólicas utilizadas, por exemplo, na preparação de alimentos flambados. A combustão completa desta substância pode ser representada pela seguinte equação termoquimica não balanceada:
Em relação às informaçōes apresentadas, calcule a quantidade de calor liberado na formação de 112L de
nas CNTP.
Em relação às informaçōes apresentadas, calcule a quantidade de calor liberado na formação de 112L de
Passo 1
Beleza, vamos começar entendendo o que a questão pede. A gente tem uma reação de combustão do etanol (C₂H₆O) que libera calor. Queremos calcular a quantidade de calor liberado quando 112 litros de CO₂ são formados nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP). Para isso, vamos precisar das leis de combustão, das relações estequiométricas da reação e da relação entre volume e quantidade de mols nas CNTP.
Passo 2
Primeiro, vamos balancear a equação química da combustão do etanol para saber quantos mols de etanol são necessários para produzir o CO₂ desejado. A equação não balanceada é:
C₂H₆O + O₂ → CO₂ + H₂O
Vamos balancear:
- C: 2 no etanol e 1 no CO₂ → 2 CO₂
- H: 6 no etanol e 2 em cada H₂O → 3 H₂O
- O: No lado dos reagentes temos 1 no etanol + 2 no O₂ = 3 O
No lado dos produtos temos 2×2 (CO₂) + 3×1 (H₂O) = 7 O
Então, precisamos de 3.5 O₂ para balancear
Mas para evitar frações, multiplicamos tudo por 2:
2 C₂H₆O + 7 O₂ → 4 CO₂ + 6 H₂O
Passo 3
Agora, sabemos que para cada 2 mols de etanol queimados, são produzidos 4 mols de CO₂. Isso significa que a relação é de 2:4, ou simplificando, 1:2. Ou seja, para cada mol de etanol queimado, são formados 2 mols de CO₂.
Passo 4
Vamos calcular quantos mols de CO₂ correspondem a 112 litros nas CNTP. Nas CNTP (0°C e 1 atm), 1 mol de gás ocupa 22,4 litros. Então:
Número de mols de CO₂ = Volume / Volume molar = 112 L / 22,4 L/mol = 5 mols
Passo 5
Sabemos pela relação estequiométrica que 2 mols de etanol produzem 4 mols de CO₂. Então, 5 mols de CO₂ correspondem a:
Mols de etanol = (1 mol etanol / 2 mol CO₂) × 5 mol CO₂ = 2,5 mol etanol
Passo 6
A equação termoquímica nos diz que a combustão de 1 mol de etanol libera -1368 kJ de calor (o sinal negativo indica liberação). Então, para 2,5 mol de etanol:
Calor liberado = 2,5 mol × (-1368 kJ/mol) = -3420 kJ
Resposta
A quantidade de calor liberado na formação de 112 litros de CO₂ nas CNTP é de -3420 kJ.
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