Enunciado

Dez gramas de propano (C3H8) queimam com uma quantidade de oxigênio (O2) apenas o suficiente para a combustão completa. Determine a quantidade de oxigênio necessária e a quantidade de produtos de combustão gerada, ambos em gramas.

Passo 1

Saalve, tranquilo?

Vamos resolver juntos mais uma questão de termodinâmica?!

Passo 2

É dado que:

  • O Propano ( C 3 H 8 ) queima completamente com uma certa quantidade de oxigênio O 2
  • Massa de combustível C 3 H 8 : m f = 10   g

Passo 3

A equação da reação para combustão completa de C 3 H 8 com oxigênio O 2

C 3 H 8 + α O 2 → β C O 2 + γ H 2 O

Aplicando o princípio de conservação de massa para o carbono, hidrogênio e oxigênio, respectivamente

  • Carbono: 3 = β
  • Hidrogênio H 2 : 4 = γ
  • Oxigênio O 2 : α = β + γ / 2
  • α = 5

A equação química balanceada é

C 3 H 8 + 5 O 2 → 3 C O 2 + H 2 O

Passo 4

A razão de oxigênio e combustível ( O F ) na base de massa

O F = massa de  O 2 mols de combustível M O 2 M C 3 H 8 = 5 1 32 44,09 = 3,629   g O 2 g C 3 H 8

Passo 5

Como sabemos, a razão de oxigênio e combustível é

O F = massa de oxigênio massa de combustível = 3,629

Então temos que

m O 2 m C 3 H 8 = 3,629

Temos que m C 3 H 8 = 10   g

m O 2 = 3,629 ⋅ m C 3 H 8 = 3,629 ⋅ 10

∴ m O 2 = 36,29   g

Passo 6

Razão dos produtos de combustão ( P F )

P F = mols dos produtos mols dos combustíveis M p r o d M c o m b u s t í v e l = n C O 2 M C O 2 + n H 2 O M H 2 O n c o m b M c o m b

→ P F = 3 ⋅ 44,01 + 4 ⋅ 18,02 1 ⋅ 44,09 = 4,629   g p r o d u t o s g c o m b u s t í v e i s

Passo 7

Sabemos que, a razão dos produtos de combustão ( P F ) é

P F = massa dos produtos de combustão massa de combustível = 4,629

→ m p r o d m c o m b = 4,629

Já que m c o m b = 10   g

m p r o d = 4,629 ⋅ m c o m b = 4,629 ⋅ 10

∴ m p r o d = 46,29   g

Resposta

m O 2 = 36,29   g

m p r o d = 46,29   g

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