A queima de combustíveis como a gasolina, é um dos responsáveis pela elevada emissão de CO 2, apontada pelas autoridades como um vilão do aquecimento global. A reação de combustão do principal componente da gasolina, o isoctano, é dado a seguir:
C8 H18(l)+O2(g) CO2(g)+H2 O(l)
Qual o volume de O 2 consumido, a 1 atm e 0^circ C, quando são formados 162 gramas de água?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão fala sobre a combustão do isoctano, que é o principal componente da gasolina. A gente precisa descobrir qual o volume de O2 que é consumido quando são formados 162 gramas de água, considerando que a pressão é de 1 atm e a temperatura é 0°C. Para resolver isso, vamos precisar equilibrar a equação química, usar conceitos de estequiometria e entender um pouquinho sobre as condições padrões de temperatura e pressão.

Passo 2

Primeiro, vamos equilibrar a equação da combustão do isoctano. A equação inicial é:
C8H18(l) + O2(g) CO2(g) + H2O(l)
Vamos balancear os átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio de cada lado.

Passo 3

Balanceando o carbono ( C):
Temos 8 carbonos no isoctano, então precisamos de 8 CO2 no lado dos produtos.
C8H18 + O2 8,CO2 + H2O

Passo 4

Balanceando o hidrogênio ( H):
O isoctano tem 18 hidrogênios, então precisamos de 9 moléculas de água para ter 18 hidrogênios.
C8H18 + O2 8,CO2 + 9,H2O

Passo 5

Agora, balanceando o oxigênio ( O):
No lado dos produtos, temos:
  • 8 CO2 com 2 oxigênios cada: 8 times 2 = 16 oxigênios
  • 9 H2O com 1 oxigênio cada: 9 times 1 = 9 oxigênios
    Total de oxigênios nos produtos: 16 + 9 = 25
    No lado dos reagentes, o oxigênio está na molécula O2, então precisamos de 252 = 12,5 moléculas de O2:
C8H18 + 12,5,O2 8,CO2 + 9,H2O
Para evitar frações, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
2,C8H18 + 25,O2 16,CO2 + 18,H2O

Passo 6

Agora que a equação está balanceada, vamos usar a estequiometria para encontrar o volume de O2 consumido. Primeiro, calculamos a quantidade de mols de água formados a partir dos 162 gramas fornecidos.
A massa molar da H2O é:
2 times 1,g/mol + 16,g/mol = 18,g/mol
Então, os mols de água são:
162,g18,g/mol = 9,mol

Passo 7

Pela equação balanceada, 25 mols de O2 produzem 18 mols de H2O. Então, para 9 mols de água:
25,mol O218,mol H2O times 9,mol H2O = 12,5,mol O2

Passo 8

Agora, vamos converter os mols de O2 para volume nas condições dadas (1 atm e 0°C). Nessas condições, 1 mol de gás ocupa 22,4 litros (essa é a regra dos gases ideais).
Então:
12,5,mol times 22,4,L/mol = 280,L

Resposta

O volume de O2 consumido é de 280 litros.

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