Propano é queimado completamente com quantidade estequiométrica de ar. Determine a razão ar-combustível em base mássica dessa combustão.
Passo 1
Fala, galera bonita! Partiu fazer um exercício de cálculo de razão ar-combustível?
Antes de entender o que o exercício pediu pra gente calcular, temos sempre que conhecer os reagentes e produtos da combustão. Nessa questão, reage com o e o do ar. Logo, , e são os reagentes. A combustão é completa e sem excesso de ar (quantidade estequiométrica de ar). Logo, não tem nos produtos! Os produtos são só: , e .
onde , , e são os coeficientes estequiométricos da equação química da combustão de de .
Nós precisamos calcular esses coeficientes pra calcular a razão ar-combustível em base mássica. é a divisão entre a massa de ar e a massa de combustível .
Repare que a quantidade de de combustível não foi dada pelo enunciado, porque essa quantidade não interfere no cálculo de . Por isso, escolhemos usar de !
Vamos iniciar o cálculo de , determinando os coeficientes , e no próximo passo (o coeficiente não será necessário).
Passo 2
Para achar os coeficientes, precisamos balancear a equação de combustão.
Por exemplo, o coeficiente é encontrado através do balanço de carbono . Para a quantidade de ficar balanceada, os de dos reagentes devem ser iguais aos de dos produtos.
Já o coeficiente é determinado por meio do balanço do hidrogênio . Os de dos reagentes devem ser iguais aos de dos produtos.
Por fim, achamos o coeficiente , fazendo o balanço de oxigênio . Os de dos reagentes têm que ser iguais aos de dos produtos.
Pronto! Achamos os coeficientes! Mas como conseguimos encontrar a partir deles? Vamos descobrir isso no próximo passo!
Passo 3
Encontramos a partir das massas e . Para achar a massa de ar usada na combustão, temos que calcular a quantidade de de ar presente na combustão. Como o ar é composto de e , a quantidade de de ar é a soma entre os de de do ar e os de de .
é a quantidade de de ar multiplicada pela massa molar do ar. Em tabelas de gases ideais, vemos que vale . Logo:
A massa de combustível é encontrada de forma muito parecida! Para achar , multiplicamos a quantidade de do pela massa molar do que vale segundo tabelas de gases perfeitos. Lembre-se que a quantidade de de vale !
Substituindo e na fórmula de :
Boa, pessoal! Encontramos a razão ar-combustível em base mássica! Agora é comemorar!