Estequiometria - Combustão do octano

por marianalenoir Sáb 25 Nov 2023, 19:52

(Unimontes - 2009) O octano, constituinte da gasolina, queima na presença de oxigênio, segundo a equação química não balanceada:

C₈H₁₈(l) + O₂(g) → CO₂(g) + H₂O(l)

Nos motores de automóveis, o ar é a fonte de oxigênio (O₂) para que ocorra a combustão do octano. A quantidade de O₂ presente no ar é de 21% v/v. Supondo que 5,0 g de octano sejam consumidos, a quantidade de ar (L), medidos a 1,0 atm e 24ºC (297 K), necessários para a combustão desse hidrocarboneto é, aproximadamente,

a) 13,4.

b) 63,8.

c) 127,6.

d) 26,8.

O gabarito é B, mas fiz inúmeros cálculos e não consegui encontrar esse valor. Como proceder? Desde já agradeço.

por **Leonardo Mariano** Sáb 25 Nov 2023, 20:16

Reação balanceada:
[latex] C_8H_{18(l)} +\frac{25}{2}O_{2(g)} \rightarrow 8CO_{2(g)} + 9H_2O_{(l)} [/latex]
Foram consumidos 5g de octano, calculando a quantidade de mols:
[latex] n_{C_8H_{18}} = \frac{5}{8.12 + 18} = \frac{5}{114}\: mol [/latex]
Utilizando a estequiometria da reação e encontrando o número de mols de O2 que reagiu:
[latex] n_{O_2}=\frac{\frac{25}{2}\: mols \: O_2}{1 \: mol \: C_8H_{18}} . \frac{5 }{114} \: mol \: C_8H_{18} =\frac{125}{228} mol \: O_2 [/latex]
Sabendo o número de mols de O2 que reagiu, podemos calcular o seu volume:
[latex] PV = nRT \rightarrow V = \frac{nRT}{P}=\frac{\frac{125}{228}.0,082.297}{1} =13,35L [/latex]
Utilizando a porcentagem em volume de O2 no ar, calculamos o volume de ar necessário:
[latex] 0,21=\frac{V_{O_2}}{V_{ar}} \rightarrow V_{ar}=\frac{V_{O_2}}{0,21} \therefore V_{ar} = 63,58L [/latex]