O hidrocarboneto butano
(composto formado exclusivamente por carbono e hidrogênio) é um dos componentes presentes no gás de cozinha. Caracterizado por ser um gás incolor e inflamável em seu ponto de ebulição, possui densidade igual a
.
Calcule a energia liberada na combustão completa de 6 litros de butano.
Dados: Energias de ligação em KJ/mol:
.
Calcule a energia liberada na combustão completa de 6 litros de butano.
Dados: Energias de ligação em KJ/mol:
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular a energia liberada na combustão completa de 6 litros de butano (
). Pra isso, vamos usar conceitos de química como densidade, molaridade e energia de ligação. Vamos precisar saber como converter volume em massa, depois em mols, e por fim, calcular a energia envolvida na reação química usando as energias de ligação fornecidas.
Passo 2
Primeiro, vamos converter os 6 litros de butano em mililitros, porque a densidade está em
. Sabemos que 1 litro é igual a 1000 mililitros.
Passo 3
Agora, usamos a densidade para encontrar a massa do butano. A densidade é
, então multiplicamos pelo volume:
Passo 4
Vamos calcular quantos mols de butano temos. Para isso, precisamos da massa molar do butano (
). Calculamos somando as massas dos átomos:
Então, os mols de butano são:
Passo 5
Agora vamos analisar a reação de combustão completa do butano:
Nota: Parece que houve um erro de digitação no enunciado original onde foi escrito
. O correto para balancear a combustão completa do butano é
.
Passo 6
Vamos calcular a energia envolvida na reação usando as energias de ligação fornecidas. A energia total da reação é dada por:
Primeiro, identificamos as ligações quebradas e formadas na reação.
Ligações quebradas:
- 4 ligações C-C em
- 10 ligações C-H em
- 26 ligações O=O em
Ligações formadas:
- 16 ligações C=O em
- 20 ligações H-O em
Passo 7
Vamos calcular a energia das ligações quebradas:
Agora, a energia das ligações formadas:
Passo 8
Calculamos a variação de entalpia da reação:
O sinal negativo indica que a reação libera energia, ou seja, é exotérmica.
Passo 9
Agora, vamos calcular a energia liberada para os 62,07 mols de butano que temos:
Resposta
A energia liberada na combustão completa de 6 litros de butano é aproximadamente
.