A queima de combustíveis como a gasolina, é um dos responsáveis pela elevada emissão de
, apontada pelas autoridades como um vilão do aquecimento global. A reação de combustão do principal componente da gasolina, o isoctano, é dado a seguir:
Determine o volume de
, a
de pressão e
, necessário para reagir com
de isoctano:
Passo 1
Então, a gente tem um exercício que fala sobre a queima de combustível, mais especificamente o isoctano, que é o principal componente da gasolina. A gente precisa descobrir quanto de oxigênio (
) é necessário para reagir com 4 mols de isoctano, considerando que o oxigênio está a 1 atm de pressão e 0°C. Para resolver isso, vamos usar a equação química balanceada da combustão do isoctano e a lei dos gases ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos balancear a equação química da combustão do isoctano. A equação inicial é:
Para balancear, contamos os átomos de cada elemento em ambos os lados:
- Carbono ©: 8 na esquerda, então precisamos de 8
na direita. - Hidrogênio (H): 18 na esquerda, então precisamos de 9
na direita. - Oxigênio (O): Temos 16 de
e 9 de , totalizando 25 átomos de oxigênio. Como cada tem 2 átomos, precisamos de 12,5 .
Para evitar frações, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
Passo 3
Agora que a equação está balanceada, podemos usar a estequiometria para encontrar a quantidade de oxigênio necessária. A relação mostra que 2 mols de isoctano reagem com 25 mols de oxigênio.
Então, para 1 mol de isoctano, precisamos de
mols de
.
Passo 4
Como queremos saber para 4 mols de isoctano, multiplicamos:
Passo 5
Agora, para encontrar o volume de
, usamos a lei dos gases ideais:
Onde:
-
é a pressão (1 atm), -
é o volume que queremos encontrar, -
é o número de mols (50 mol), -
é a constante dos gases (0,0821 L·atm/(mol·K)), -
é a temperatura em Kelvin. Como temos 0°C, isso equivale a 273 K.
Rearranjando para
:
Passo 6
Substituindo os valores:
Resposta
O volume de
necessário é aproximadamente
.