Enunciado

O acetileno ( C 2 H 2 ) é queimado com 10 % de oxigênio em excesso em um maçarico de corte. Determine a fração mássica de cada um dos produtos. Calcule a massa de oxigênio utilizada por unidade de massa de acetileno queimado.

Passo 1

Assumiremos para o problema que a combustão é completa e, então, são gerados como produtos C O 2 ,   H 2 O , O 2   e   N 2 , apenas. Pois bem, antes de tudo precisamos saber os valores das massas de C ,   H 2   e   O 2 que são

12 ,   2 ,   32   e   29   t o d o s   e m k g k m o l  

Assim, nossa reação estequiométrica em questão será

C 2 H 2 + 2.5 O 2 → 2 C O 2 + H 2 O

Agora, ela com 10 % de oxigênio em excesso será

C 2 H 2 + 2.5 O 2 → 2 C O 2 + H 2 O + 0.25 O 2

Dessa forma, conseguimos calcular as massas de cara um dos produtos que será

m C O 2 = N C O 2   ⋅ M C O 2 = 2 ⋅ 44 = 88   k g

m H 2 O = N H 2 O ⋅ M H 2 O = 1 ⋅ 18 = 18   k g

m O 2 = N O 2 ⋅ M O 2 = 0.25 ⋅ 32 = 8   k g

m t = 114   k g

Passo 2

Por fim, nossas frações de massa serão dadas por

m f C O 2 = m C O 2 m t = 88   k g 114   k g = 0.7719

m f H 2 O = m H 2 O m t = 18   k g 114   k g = 0.1579

m f O 2 = m O 2 m t = 8   k g 114   k g = 0.0702

Agora, para finalizar o exercício vamos ter

m O 2 m C 2 H 2 = 2.75 ⋅ 32 1 ⋅ 26 = 3.385 k g   O 2 k g   C 2 H 2

Que representa a massa de oxigênio por unidade de massa de combustível queimado.

Resposta

m f C O 2 = 0.7719

m f H 2 O = 0.1579

m f O 2 = 0.0702

Ver Outros Exercícios desse livro