O etanol apresenta a seguinte composição: Carbono , hidrogênio e oxigênio . Considerando combustão completa, calcular a quantidade de ar real a e 760 mmHg , utilizada na combustão de 1 Kg de álcool etílico, sabendo-se que a combustão se dará com em excesso.

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. A gente tem 1 kg de etanol com uma composição específica de carbono, hidrogênio e oxigênio. Precisamos calcular a quantidade de ar real necessário para queimar completamente esse etanol, considerando que vamos usar 20% de ar a mais do que o necessário para a combustão perfeita. Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria da combustão e entender a composição do ar.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação de combustão completa do etanol. A combustão completa ocorre quando o etanol reage com o oxigênio forma dióxido de carbono e água. A equação geral fica assim:

Passo 3

Agora, vamos balancear essa equação para termos os coeficientes corretos. Cada molécula de etanol produz 2 moléculas de dióxido de carbono e 3 moléculas de água:
Isso significa que, para cada mol de etanol, precisamos de 3 mols de oxigênio.

Passo 4

Vamos calcular a massa molar do etanol. As massas molares são aproximadamente:
  • C: 12 g/mol
  • H: 1 g/mol
  • O: 16 g/mol
Então, para o etanol (C₂H₅OH):

Passo 5

Agora, vamos determinar quantos mols de etanol temos em 1 kg:

Passo 6

Sabendo que cada mol de etanol precisa de 3 mols de O₂, vamos calcular a quantidade total de oxigênio necessária:

Passo 7

O ar é composto aproximadamente por 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio. Assim, para obter 65,22 mols de O₂, precisamos calcular o total de ar:

Passo 8

Agora, considerando um excesso de 20% de ar, vamos calcular o ar real necessário:

Passo 9

Por fim, vamos converter a quantidade de ar em massa usando as condições dadas (27°C e 760 mmHg). A massa molar do ar é aproximadamente 28,97 g/mol:

Resposta

A quantidade de ar real necessária para a combustão de 1 kg de etanol, com 20% de excesso, é aproximadamente 10,793 kg.

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