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
, 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 (
) para o qual o calor padrão de combustão é de
sabendo-se que:
Pode-se afirmar que:
( ) A conversão de CO em
é endotérmica.
( ) O calor liberado na conversão de CO em
é menor que
.
( ) É esperado que a conversão de CO em
, 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.
( ) A conversão de CO em
( ) O calor liberado na conversão de CO em
( ) É esperado que a conversão de CO em
( ) 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:
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):
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:
-
A conversão de CO em CO₂ é endotérmica.
- Como a combustão completa libera calor, essa conversão é exotérmica. Então, essa afirmação está errada.
-
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.
-
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.
-
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.
-
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
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.