O etanol,
, 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
de etanol. A densidade desse álcool é
.
Composto |
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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,
. A combustão completa de um álcool envolve a reação com oxigênio (
) para formar dióxido de carbono (
) e água (
).
Passo 3
Vamos montar a equação inicial:
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
. - Hidrogênio (H): 6 átomos no etanol, então precisamos de 3
. - Oxigênio (O): No lado dos reagentes temos 1 (etanol) + x (oxigênio) = 22 (dióxido de carbono) + 31 (água) = 7 átomos de O.
Então, ajustando o
:
Passo 5
Agora, vamos calcular a energia liberada na queima do etanol. Para isso, usamos a entalpia de formação (
) dos compostos envolvidos:
-
: -277,63 kJ/mol -
: -393,50 kJ/mol -
: -285,83 kJ/mol
A entalpia da reação (
) é dada por:
Passo 6
Aplicando os valores:
Notamos que o
é elemento puro, então sua entalpia de formação é 0.
Passo 7
Calculando:
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):
Passo 9
Calculando os mols de etanol:
A massa molar do etanol (
) é:
Então:
Passo 10
Finalmente, calculamos a energia liberada:
Resposta
A queima total de 3,78 litros de etanol libera aproximadamente -88.071 kJ de energia.