A queima de combustível no interior de motores pode ocorrer de forma incompleta e produzir monóxido de carbono, um gás extremamente tóxico, ao invés de CO2, que é produzido na queima completa. Para evitar a emissão desse gás, alguns automóveis são equipados com um catalisador que promove a queima do monóxido de carbono, convertendo-o em dióxido de carbono. Tornandose como modelo de combustível o n-hexano ( C6 H14 ) para o qual o calor padrão de combustão é de 4.163 kJ^-mol^-1 e sabendo-se que:
C6 H14(ell)+13 / 2 O2(g) longrightarrow 6 CO(g)+7 H2 O(g) ; De
Pode-se afirmar que:
( ) A conversão de CO em CO2 é endotérmica.
( ) O calor liberado na conversão de CO em CO2 é menor que 300 kJ cdot mol^-1.
( ) É esperado que a conversão de CO em CO2, ocorra com um abaixamento de entropia.
( ) A queima completa do n-hexano libera mais calor que a queima incompleta.
( ) A combustão completa do n-hexano é exotérmica.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma reação de combustão do n-hexano (C₆H₁₄) que pode ocorrer de forma incompleta, produzindo monóxido de carbono (CO) ao invés de dióxido de carbono (CO₂). A matéria que está sendo trabalhada aqui é a Termoquímica, especificamente as entalpias de reação e combustão. Para resolver, vamos precisar das informações sobre as entalpias de combustão fornecidas e entender como o catalisador atua na conversão de CO em CO₂.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar a reação de combustão incompleta dada:
C6H14(ell) + 132 O2(g) longrightarrow 6 CO(g) + 7 H2O(g); De
Aqui, sabemos que a entalpia dessa reação é negativa, indicando que é exotérmica (libera calor). Mas, estamos interessados na conversão do CO em CO₂, que é feita pelo catalisador.

Passo 3

Vamos considerar a reação de conversão do monóxido de carbono (CO) em dióxido de carbono (CO₂):
2 CO(g) + O2(g) longrightarrow 2 CO2(g); De
Não foi fornecido o valor de ΔH° para essa reação diretamente, mas sabemos que a combustão completa libera mais calor que a incompleta e, geralmente, essas reações são exotérmicas.

Passo 4

Agora, vamos analisar as afirmações uma por uma:
  1. A conversão de CO em CO₂ é endotérmica.
    • Como a combustão completa libera calor, essa conversão é exotérmica. Então, essa afirmação está errada.
  2. O calor liberado na conversão de CO em CO₂ é menor que 300 kJ·mol⁻¹.
    • Sabemos que a combustão completa do carbono libera cerca de -393,5 kJ·mol⁻¹ para formar CO₂. Assim, essa afirmação está errada.
  3. É esperado que a conversão de CO em CO₂ ocorra com um abaixamento de entropia.
    • A reação reduz a quantidade de moléculas (de 3 para 2 no caso de 2CO + O₂ → 2CO₂), o que geralmente leva a uma redução da entropia. Essa afirmação está correta.
  4. A queima completa do n-hexano libera mais calor que a queima incompleta.
    • Queima completa forma CO₂ e libera mais energia do que a incompleta que forma CO. Logo, essa afirmação está correta.
  5. A combustão completa do n-hexano �� exotérmica.
    • Como discutimos, a combustão completa libera calor, então é exotérmica. Essa afirmação está correta.

Resposta

As afirmativas corretas são:
  • É esperado que a conversão de CO em CO2 ocorra com um abaixamento de entropia.
  • A queima completa do n-hexano libera mais calor que a queima incompleta.
  • A combustão completa do n-hexano é exotérmica.

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