Question

(Uerj 2005) A combustão completa do gás metano,feita em presença de ar, a temperatura e pressãoconstantes, pode ser representada pela seguinte equaçãoquímica não balanceada:CH„(g) + O‚(g) ë CO‚(g) + H‚O(Ø)Admita que:- 60,0 L deste combustível foram queimados por umveículo;- o oxigênio reagente represente 20% do volume total do ar;- o rendimento do processo seja de 90%.Nestas condições, o volume de ar, em litros, necessário àcombustão equivale a:a) 810b) 540c) 480d) 270

Answer 1

A reação balanceada fica:
CH4(g) + 2O2(g) ----> CO2(g) + H2O(g)

Pela reação, 1 mol de CH4 precisa de 2mols de O2 para a combustão completa.
Usando a equação dos gases ideais:
P.V=n.R.T  ---->  n=P.V/R.T

Calculamos de forma representativa o número de mols de metano presente em 60L:

n(CH4)=60.P/RT
Lembrando que neste caso, P, T e R são constantes (não precisaremos saber os valores delas).

Como o rendimento do processo foi de 90%, apenas 90% do total de mols de metano reagiu:
n(CH4)= 0.9 . 60.P/RT = 54.P/RT
Isso foi o que reagiu de metano. Como pela reação, é necessário 2mols de O2 para cada mol de metano:
n(O2)=2. n(CH4)
n(O2)=2.54.P/RT
n(O2)=108.P/RT

Agora calculamos o volume de O2 que isto representa:
P.V=nRT
V=n.R.T/P

Substituindo:
V(O2)=(108.P/RT) .RT/P
Cortando R, T e P que são constantes:
V(O2)=108L

Como o oxigenio representa 20% do volume de ar neste caso:
20% V(ar) --------  108L
100% V(ar)-------- XL
X=540L de ar serão necessário para as condições dadas.

Espero ter ajudado :)