(Cesgranrio-RJ) Têm-se 200 L de um gás natural composto por 95% de metano e 5% de etano. Considerando o teor de oxigênio no ar igual a 20%, o volume de ar necessário para queimar completamente a mistura gasosa será de:
Respostas
O volume de ar necessário para queimar completamente a mistura gasosa será de 2.074 litros.
Estequiometria e combustão
Uma reação química de combustão ocorre entre um combustível e um comburente. O comburente mais comum é o oxigênio.
Em 200 L de um gás natural composto por 95% de metano e 5% de etano, tem-se respectivamente:
200 L de gás natural -------- 100 %
x -------- 95 %
x = 190 litros de metano
200 L de gás natural ---- 200 %
x ----- 5 %
x = 10 litros de etano
Volume molar
Nas CNTP, 1 mol de um gás ocupa um volume de 22,4 L. Convertendo os volumes dos gases para mol, tem-se:
1 mol de metano ----- 22,4 L
x ------ 190 L
x = 8,48 mol de metano
1 mol de etano ----- 22,4 L
x ----- 10 L
x = 0,446 mol de etano
Reação de combustão
A reação de combustão para o metano é:
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
O número de mol de oxigênio necessário para reagir com 8,48 mol de metano é:
1 mol de CH₄ --------- 2 mol de O₂
8,48 mol de CH₄ ---- x
x = 16,96 mol de O₂
A reação de combustão do etano é:
C₂H₆ + 7/2 O₂ → 2 CO₂ + 3 H₂O
O número de mol de oxigênio necessário para reagir com 0,446 mol de etano é:
1 mol de C₂H₆ --------- 3,5 mol de O₂
0,446 mol de C₂H₆ ---- x
x = 1,561 mol de O₂
O número de mol total de oxigênio necessário para queimar completamente a mistura gasosa é a soma dos dois:
16,96 mol + 1,561 mol = 18,52 mol de oxigênio
Convertendo o número de mol total de oxigênio para volume
1 mol de oxigênio ---------- 22,4 litros
18,52 mol de oxigênio---- x
x = 414,8 litros de oxigênio
Se o teor de oxigênio no ar é de 20 %, esses 414,8 litros equivalem a essa porcentagem. O volume total de ar necessário para queimar completamente a mistura gasosa será:
414,8 litros ------- 20 %
x ------- 100%
x = 2.074 litros
Entenda mais sobre estequiometria e combustão em: https://brainly.com.br/tarefa/5212363
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