O etanol, C2 H5 OH, é um líquido utilizado como combustível. (a) Escreva a equação química referente à combustão completa desse composto. (b) Considerando os dados contidos no quadro abaixo, determine a energia liberada pela queima total de 3,78 L de etanol. A densidade desse álcool é 0,787 g mL^-1.
Composto De )
C2 H5 OH(I) -277,63
H2 O(I) -285,83
CO2(g) -393,50

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício pede para a gente trabalhar com a combustão do etanol, que é um tipo de matéria dentro da química, mais especificamente na cinética e termodinâmica das reações químicas. Precisamos escrever a equação da combustão completa do etanol e depois calcular a energia liberada quando queimamos 3,78 litros desse álcool. Para isso, vamos usar as densidades e as entalpias de formação fornecidas na tabela.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química da combustão completa do etanol, C2H5OH. A combustão completa de um álcool envolve a reação com oxigênio ( O2) para formar dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O).

Passo 3

Vamos montar a equação inicial:
C2H5OH + O2 CO2 + H2O
Agora, precisamos balancear essa equação para que tenha o mesmo número de átomos de cada elemento nos dois lados.

Passo 4

Balanceando a equação:
  • Carbono ©: 2 átomos no etanol, então precisamos de 2 CO2.
  • Hidrogênio (H): 6 átomos no etanol, então precisamos de 3 H2O.
  • Oxigênio (O): No lado dos reagentes temos 1 (etanol) + x (oxigênio) = 22 (dióxido de carbono) + 31 (água) = 7 átomos de O.
Então, ajustando o O2:
C2H5OH + 3 O2 2 CO2 + 3 H2O

Passo 5

Agora, vamos calcular a energia liberada na queima do etanol. Para isso, usamos a entalpia de formação ( De) dos compostos envolvidos:
  • C2H5OH(l): -277,63 kJ/mol
  • CO2(g): -393,50 kJ/mol
  • H2O(l): -285,83 kJ/mol
A entalpia da reação ( Deçã) é dada por:
De=ntes) çã

Passo 6

Aplicando os valores:
Deçã
Notamos que o O2 é elemento puro, então sua entalpia de formação é 0.

Passo 7

Calculando:
Deçã
Isso significa que a combustão de 1 mol de etanol libera 1366,86 kJ de energia.

Passo 8

Agora, precisamos determinar quantos mols de etanol estão presentes em 3,78 litros. Primeiro, convertamos o volume para massa usando a densidade fornecida (0,787 g/mL):
3,78 , L = 3780 , mL Massa = 3780 , mL times 0,787 , g/mL = 2970,26 , g

Passo 9

Calculando os mols de etanol:
A massa molar do etanol ( C2H5OH) é:
2 times 12,01 , (C) + 6 times 1,01 , (H) + 16,00 , (O) = 46,07 , g/mol
Então:
Mols = 2970,26 , g46,07 , g/mol approx 64,5 , mol

Passo 10

Finalmente, calculamos a energia liberada:
Energia = 64,5 , mol times (-1366,86 , kJ/mol) approx -88.070,67 , kJ

Resposta

A queima total de 3,78 litros de etanol libera aproximadamente -88.071 kJ de energia.

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