Propano é queimado com ar. Determine a composição molar do produto gasoso, considerando que não ocorre formação de monóxido de carbono se:
a) Ar teórico é fornecido, 100 % de conversão do combustível.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a queima de propano com ar. A gente precisa descobrir qual é a composição molar dos gases produzidos nessa reação, assumindo que não forma monóxido de carbono (CO) e que a queima é completa com ar teórico fornecido. Para isso, vamos precisar balancear a equação da combustão, calcular a quantidade de oxigênio necessária e considerar a composição do ar.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação geral da combustão do propano ( C3H8 + a,O2 b,CO2 + c,H2O ) com o oxigênio ( ) presente no ar. A combustão completa sem formação de monóxido de carbono produz dióxido de carbono ( ) e água ( ). A equação fica assim:

Passo 3

Agora, vamos balancear a equação. Isso significa igualar o número de átomos de cada elemento nos reagentes e nos produtos.
  • Carbono ©: Temos 3 átomos de C no propano, então precisamos de 3 moléculas de C3H8 + a,O2 3,CO2 + c,H2O :
C3H8 + a,O2 3,CO2 + 4,H2O
  • Hidrogênio (H): Há 8 átomos de H no propano, então precisamos de 4 moléculas de C3H8 + 5,O2 3,CO2 + 4,H2O :
  • Oxigênio (O): Agora contamos os oxigênios nos produtos: de e de , totalizando 10 átomos de O. Como cada molécula de tem 2 átomos de O, precisamos de 5 moléculas de :

Passo 4

Agora, vamos considerar o ar. O ar é composto por aproximadamente 21% de oxigênio ( Ar = Quantidade de O2Fraçao de O2 no ar = 50,21 approx 23,81 mols de ar ) e 79% de nitrogênio ( N2 = 23,81 times 0,79 approx 18,81 mols de N2 ) em volume. Para encontrar a quantidade de ar necessária, usamos a relação estequiométrica. Sabemos que 5 mols de são necessários para queimar 1 mol de .
A quantidade total de ar ( ) necessária é:
ç
Agora, vamos calcular a quantidade de nitrogênio nos mols de ar:

Passo 5

Finalmente, vamos determinar os produtos da reação. Como não há formação de monóxido de carbono e toda a combustão é completa, os produtos são , e . A quantidade de e já determinamos na equação balanceada. Além disso, todo o nitrogênio do ar permanece inalterado.
Então, os produtos são:

Resposta

A composição molar dos gases produzidos na queima do propano com ar teórico e 100% de conversão do combustível é:

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