No teste de um motor de automóvel para acompanhar a combustão de 1,00 L de octano ( 702 g ) sob certas condições, obteve-se 1,84 Kg de dióxido de carbono. Qual é o rendimento percentual da formação de dióxido de carbono?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a combustão de 1,00 litro de octano (702 g) e a quantidade de dióxido de carbono (1,84 kg) produzida. O conteúdo que vamos usar aqui é Estequiometria, que ajuda a entender as relações entre reagentes e produtos nas reações químicas. Vamos precisar balancear a equação química da combustão, calcular moles e usar a fórmula de rendimento percentual.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química da combustão completa do octano ( C8H18 + O2 CO2 + H2O ). A combustão completa de um hidrocarboneto como o octano produz dióxido de carbono ( ) e água ( ). A equação não balanceada fica assim:

Passo 3

Agora, vamos balancear essa equação. Contamos os átomos de cada elemento em ambos os lados:
  • Carbono ©: 8 no octano, então precisamos de 8 2C8H18 + 25O2 16CO2 + 18H2O .
  • Hidrogênio (H): 18 no octano, então precisamos de 9 (cada tem 2 H).
  • Oxigênio (O): Total nos produtos: (de ) + (de ) = 25 O.
No reagente, temos apenas o , então precisamos de moléculas de . Para evitar frações, multiplicamos todos os coeficientes por 2:

Passo 4

Vamos calcular a massa molar do octano ( C: 12,01 , g/mol times 8 = 96,08 , g/mol ):
H: 1,008 , g/mol times 18 = 18,144 , g/mol
Massa molar do octano = 96,08 + 18,144 = 114,224 , g/mol

Passo 5

Agora, vamos calcular quantos mols de octano estamos queimando:
Massa de octano = 702 , g
Mols de octano = 702 , g114,224 , g/mol approx 6,14 , mol

Passo 6

Pela equação balanceada, 2 mols de octano produzem 16 mols de 16 , mol , CO22 , mol , C8H18 times 6,14 , mol approx 49,12 , mol , CO2 . Então, 6,14 mol de octano iriam, teoricamente, produzir:

Passo 7

Vamos converter a massa real de C: 12,01 , g/mol produzida (1,84 kg = 1840 g) em mols. A massa molar do O: 16,00 , g/mol times 2 = 32,00 , g/mol é:
Massa molar do CO2 = 12,01 + 32,00 = 44,01 , g/mol
Mols de CO2 = 1840 , g44,01 , g/mol approx 41,81 , mol
Então,

Resposta

O rendimento percentual da formação de dióxido de carbono é aproximadamente 85,3%.

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