Uma mistura combustível apresenta a seguinte composição em volume: metano
, etano
, monóxido de carbono
e dióxido de carbono
. Considerando a combustão completa de 1 L a CNTP com
de ar em excesso, determinar o volume de ar real a
760 mmHg para a combustão de 1 L dessa mistura gasosa
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um exercício de química sobre combustão completa de uma mistura de gases. A mistura é composta por metano (40 %), etano (30 %), monóxido de carbono (20 %) e dióxido de carbono (10 %) em volume. Precisamos calcular o volume real de ar necessário para queimar 1 litro dessa mistura, considerando 10 % de ar a mais (excesso) e as condições de temperatura e pressão fornecidas (20 °C e 760 mmHg). Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria da combustão e leis dos gases.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever as equações de combustão completa para cada componente da mistura. A combustão completa significa que todo o combustível reage com o oxigênio para formar dióxido de carbono e água.
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Para o metano (CH₄):
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Para o etano (C₂H₆):
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Para o monóxido de carbono (CO):
O dióxido de carbono (CO₂) já está completamente oxidado, então não participa da combustão.
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de oxigênio necessário para cada componente da mistura:
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Metano (40 % de 1 L): 0,4 L
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Etano (30 % de 1 L): 0,3 L
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Monóxido de carbono (20 % de 1 L): 0,2 L
Passo 4
Somando todo o oxigênio necessário:
Passo 5
Sabemos que o ar é composto por aproximadamente 21 % de oxigênio. Para encontrar o volume de ar necessário sem considerar o excesso:
Passo 6
Considerando 10 % de excesso de ar, multiplicamos o volume de ar stoquiométrico por 1,10:
Resposta
O volume de ar real necessário para a combustão de 1 L da mistura gasosa é aproximadamente 10,22 L de ar.