Faça o balanceamento químico das reações de combustão completa dos combustíveis indicados abaixo, levando em consideração a fração de N2 presente.
c. Pentano (C5 H12)

Passo 1

Beleza, vamos resolver o balanceamento da reação de combustão completa do pentano, que é a molécula C5H12. A matéria que estamos trabalhando aqui é Química, mais especificamente as reações de combustão. Para resolver isso, vamos precisar balancear os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio, além de considerar a presença de nitrogênio ( N2) que está na mistura do ar que usamos para a combustão.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação geral da combustão completa do pentano. A combustão completa de um hidrocarboneto como o pentano reage com o oxigênio ( O2) do ar para formar dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). Além disso, como o ar contém nitrogênio, ele aparece nos reagentes e produtos.
A equação inicial fica assim:
C5H12 + O2 + N2 CO2 + H2O + N2

Passo 3

Vamos agora balancear os átomos de carbono. No pentano, temos 5 átomos de carbono, então precisamos de 5 moléculas de CO2 para equilibrar:
C5H12 + O2 + N2 5,CO2 + H2O + N2

Passo 4

Em seguida, balanceamos os átomos de hidrogênio. O pentano tem 12 átomos de hidrogênio, então precisamos de 6 moléculas de água para equilibrar:
C5H12 + O2 + N2 5,CO2 + 6,H2O + N2

Passo 5

Agora, vamos balancear os átomos de oxigênio. No lado dos produtos, temos:
  • 5,CO2: cada molécula tem 2 oxígenos, totalizando 5 times 2 = 10 oxígenos.
  • 6,H2O: cada molécula tem 1 oxigênio, totalizando 6 times 1 = 6 oxígenos.
  • Total de oxígenos nos produtos: 10 + 6 = 16.
Portanto, precisamos de 16 átomos de oxigênio nos reagentes. Como cada molécula de O2 tem 2 oxígenos, vamos precisar de 16 div 2 = 8 moléculas de O2:
C5H12 + 8,O2 + N2 5,CO2 + 6,H2O + N2

Passo 6

Por último, vamos considerar o nitrogênio presente no ar. Normalmente, o ar é composto por aproximadamente 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio. Para cada molécula de O2, temos cerca de 3,76 moléculas de N2 (porque 79 div 21 approx 3,76).
Como usamos 8 moléculas de O2, o nitrogênio correspondente será 8 times 3,76 = 30,08. Vamos arredondar para 30 para facilitar:
C5H12 + 8,O2 + 30,N2 5,CO2 + 6,H2O + 30,N2

Resposta

A equação balanceada da combustão completa do pentano, considerando a fração de N2 presente no ar, é:
C5H12 + 8,O2 + 30,N2 5,CO2 + 6,H2O + 30,N2

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