Com base nas fórmulas dos combustíveis e nas equações, considere as afirmativas a seguir.
I. A soma dos coeficientes estequiométricos da reação de combustão do etanol é 8 .
II. 50 g de n-octano libera maior quantidade de energia do que 100 g de propano.
III. O propano e o n-octano são hidrocarbonetos saturados.
IV. O n-octano é aquele que libera maior quantidade de por mol de combustível.
Estão corretas apenas as afirmativas:
a) I e II.
b) II e III.
c) III e IV
d) I, II e IV.
e) I, III e IV.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A questão nos dá as equações de combustão de três combustíveis diferentes: propano, octano e etanol, junto com a variação de entalpia () de cada reação. Temos quatro afirmações sobre essas reações, e precisamos descobrir quais estão corretas. Para isso, vamos precisar entender um pouco sobre reações de combustão, entalpia, coeficientes estequiométricos e características dos hidrocarbonetos.
Passo 2
Vamos analisar a Afirmação I: “A soma dos coeficientes estequiométricos da reação de combustão do etanol é 8.”
Primeiro, precisamos escrever a equação balanceada da combustão do etanol ():
Agora, vamos balancear essa equação:
Carbono (): 2 átomos no etanol, então precisamos de 2 .
Hidrogênio (): 6 átomos no etanol, então precisamos de 3 .
Oxigênio ():
Lado dos reagentes: tem 2 átomos.
Lado dos produtos: (dos ) + (das ) = 7 átomos de oxigênio.
Para equilibrar, colocamos , mas é melhor usar números inteiros multiplicando tudo por 2:
Agora, somamos os coeficientes: . Isso não bate com a afirmação que diz que a soma é 8. Portanto, a Afirmação I está errada.
Passo 3
Vamos para a Afirmação II: “50 g de n-octano libera maior quantidade de energia do que 100 g de propano.”
Primeiro, precisamos calcular a energia liberada por grama de cada combustível. A entalpia de combustão () nos diz quanta energia é liberada por mol de combustível queimado.
Para o propano ():
Massa molar do propano:
Energia por grama:
Então, para 100 g:
Para o n-octano ():
Massa molar do octano:
Energia por grama:
Então, para 50 g:
Comparando: 5000 kJ (propano) > 2398 kJ (octano). Portanto, a afirmação II diz que 50 g de octano liberam mais energia que 100 g de propano, o que está errado.
Passo 4
Agora, a Afirmação III: “O propano e o n-octano são hidrocarbonetos saturados.”
Hidrocarbonetos saturados são aqueles que possuem apenas ligações simples entre os átomos de carbono, ou seja, são alcanos.
O propano () e o n-octano () são ambos alcanos, já que possuem apenas ligações simples. Portanto, essa afirmação está correta.
Passo 5
Por último, a Afirmação IV: “O n-octano é aquele que libera maior quantidade de (g) por mol de combustível.”
Vamos comparar a quantidade de produzida por mol de cada combustível.
Para o propano:
Cada mol de propano produz 3 mols de .
Para o n-octano:
Cada mol de octano produz 8 mols de .
Comparando, o n-octano produz mais por mol de combustível. Portanto, a afirmação IV está correta.
Resposta
Estão corretas apenas as afirmativas III e IV. A alternativa correta é a c) III e IV.