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,
de conversão do combustível.
a) Ar teórico é fornecido,
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 (
) 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
:
- Hidrogênio (H): Há 8 átomos de H no propano, então precisamos de 4 moléculas de
:
- 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 (
) e 79% de nitrogênio (
) 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:
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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a
e
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.
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