Faça o balanceamento químico das reações de combustão completa dos combustíveis indicados abaixo, levando em consideração a fração de
presente.
d. Octano
d. Octano
Passo 1
Então, vamos lá! O que a gente tem aqui é um exercício de balanceamento químico das reações de combustão completa do octano (C₈H₁₈), considerando também a fração de N₂ presente. Isso significa que vamos equilibrar a equação química levando em conta tanto o oxigênio necessário para a combustão quanto o nitrogênio que acompanha o oxigênio no ar.
Passo 2
Primeiro, vamos lembrar o que é uma combustão completa. É quando um combustível reage completamente com o oxigênio, produzindo dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). No caso do octano, a reação básica fica assim:
Mas ainda não está balanceada, ou seja, os números de átomos de cada elemento não estão iguais nos dois lados da equação.
Passo 3
Vamos balancear primeiro os elementos carbono © e hidrogênio (H).
- Carbono: O octano tem 8 átomos de carbono, então precisamos de 8 moléculas de CO₂ para equilibrar o carbono.
- Hidrogênio: O octano tem 18 átomos de hidrogênio, então precisamos de 9 moléculas de H₂O para equilibrar o hidrogênio.
Passo 4
Agora, vamos balancear o oxigênio (O).
Do lado dos produtos:
- Cada CO₂ tem 2 átomos de oxigênio, então 8 CO₂ têm
átomos de O. - Cada H₂O tem 1 átomo de oxigênio, então 9 H₂O têm
átomos de O. - Total de átomos de O nos produtos:
.
Do lado dos reagentes:
- Cada O₂ tem 2 átomos de oxigênio.
- Para ter 25 átomos de O, precisamos de
moléculas de O₂.
A equação fica assim:
Passo 5
Agora, vamos considerar a fração de N₂ no ar. Normalmente, o ar é composto de aproximadamente 21% de O₂ e 79% de N₂. Isso significa que para cada molécula de O₂, temos cerca de 3,76 moléculas de N₂ (porque
).
Então, se usamos 12,5 moléculas de O₂, teremos:
Porém, para simplificar a equação e evitar números grandes, geralmente arredondamos a fração de N₂ para 3,76 diretamente na equação balanceada.
Passo 6
Finalmente, juntando tudo, a equação balanceada da combustão completa do octano, considerando a fração de N₂ no ar, fica assim:
Resposta
A equação balanceada da combustão completa do octano considerando a fração de N₂ no ar é:
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