Faça o balanceamento químico das reações de combustão completa dos combustíveis indicados abaixo, levando em consideração a fração de N2 presente.
b. Propano (C3 H8)

Passo 1

Vamos balancear a reação de combustão completa do propano ( C3H8), considerando a presença de nitrogênio ( N2) na mistura de ar. Isso envolve conhecimentos de química sobre reações de combustão, balanceamento de equações químicas e a composição do ar. Para resolver, precisamos identificar os reagentes e os produtos da combustão completa e garantir que o número de átomos de cada elemento seja igual nos dois lados da equação.

Passo 2

Primeiro, entendamos a combustão completa. Isso significa que o combustível reage totalmente com o oxigênio ( O2) para formar dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). No caso do propano, a reação básica sem considerar o nitrogênio é:
C3H8 + O2 CO2 + H2O

Passo 3

Agora, precisamos incluir o nitrogênio na equação, já que o ar que usamos para a combustão contém cerca de 21% de oxigênio e 79% de nitrogênio ( N2). Isso significa que, para cada molécula de O2 que reage, há uma quantidade de N2 que também está presente, mas não reage na combustão. Portanto, adicionamos N2 no lado dos reagentes e dos produtos:
C3H8 + O2 + N2 CO2 + H2O + N2

Passo 4

Vamos agora balancear os átomos de cada elemento. Começamos pelo carbono:
  • Há 3 átomos de carbono no propano, então precisamos de 3 moléculas de CO2:
    C3H8 + O2 + N2 3,CO2 + H2O + N2

Passo 5

Em seguida, balanceamos os hidrogênios. O propano tem 8 átomos de hidrogênio, então precisamos de 4 moléculas de H2O:
C3H8 + O2 + N2 3,CO2 + 4,H2O + N2

Passo 6

Agora, balanceamos o oxigênio. No lado dos produtos, temos:
  • 3,CO2: 3 times 2 = 6 átomos de O
  • 4,H2O: 4 times 1 = 4 átomos de O
  • Total: 6 + 4 = 10 átomos de O
Portanto, precisamos de 5 moléculas de O2 no reagente para fornecer esses 10 átomos de O:
C3H8 + 5,O2 + N2 3,CO2 + 4,H2O + N2

Passo 7

Por fim, incluímos o nitrogênio. Sabemos que no ar, para cada 1 molécula de O2, há aproximadamente 3,76 moléculas de N2. Como usamos 5 moléculas de O2, multiplicamos por 3,76:
C3H8 + 5,O2 + 18,8,N2 3,CO2 + 4,H2O + 18,8,N2

Resposta

A equação balanceada da combustão completa do propano considerando a fração de N2 presente é:
C3H8 + 5,O2 + 18,8,N2 3,CO2 + 4,H2O + 18,8,N2

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