Parece agora que a mistura combustível pode conter não apenas propano e butano, mas também outros hidrocarbonetos. Tudo o que se sabe é que não há oxigênio no combustível. Use balanços atômicos para calcular a composição elementar do combustível a partir da análise dada dos produtos de combustão. Prove que a sua solução é consistente com a da parte a). R: Composição elementar (base molar) C=27,8 % ; H=72,2 %.

Passo 1

Vamos começar entendendo o que o exercício está pedindo. Temos uma mistura de combustíveis que contém hidrocarbonetos (como propano e butano), mas sem oxigênio no combustível. A partir da análise dos produtos da combustão, precisamos calcular a composição elementar do combustível, ou seja, determinar a porcentagem de carbono © e hidrogênio (H) na mistura. Para isso, vamos usar balanços atômicos, que envolvem conceitos de estequiometria e reação de combustão.

Passo 2

Primeiro, vamos considerar a reação de combustão completa de um hidrocarboneto genérico, cuja fórmula é CxHy + O2 CO2 + H2O . A reação de combustão completa desse hidrocarboneto com oxigênio ( ) resulta em dióxido de carbono ( ) e água ( ):

Passo 3

Nosso objetivo é determinar as proporções de C e H no combustível com base nas porcentagens fornecidas: e . Para facilitar os cálculos, vamos supor que temos 100 g de combustível. Assim, teremos:
  • Carbono ©: 27,8 g
  • Hidrogênio (H): 72,2 g

Passo 4

Agora, vamos converter essas massas em mols usando as massas molares dos elementos:
  • Massa molar do C: 12 g/mol
  • Massa molar do H: 1 g/mol
Calculando os mols:
Mols de C = 27,8, g12, g/mol approx 2,317, mol
Mols de H = 72,2, g1, g/mol = 72,2, mol

Passo 5

Para encontrar a relação empírica entre C e H, vamos dividir ambos os valores de mols pelo menor número de mols obtido:
Mols de C = 2,3172,317 = 1
Mols de H = 72,22,317 approx 31,15
Arredondando para números inteiros, temos a proporção de C:H = 1:31. Isso significa que, para cada átomo de carbono, há aproximadamente 31 átomos de hidrogênio na composição do combustível.

Resposta

A composição elementar do combustível (base molar) é:
C = 27,8% ; H = 72,2%

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