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Queima de alcano

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Queima de alcano

Mensagem por Ashitaka em Sab Maio 02 2015, 17:20

20 cm³ de um alcano são queimados completamente por 280 cm³ de O2, em um eudiômetro. Após a queima, a temperatura do sistema retorna ao valor inicial. Nota-se, então, que o incremento de volume foi de 10% do volume inicial. Qual o volume de O2 excedente e qual a fórma do alcano?

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Carlos Adir em Sab Maio 02 2015, 19:07

A quantidade de mols do alcano presente é 280/20 = 14 vezes menor.
Primeiramente não podemos achar a quantidade de mols de oxigênio pois não sabemos, nem a temperatura nem a pressão.
Digamos que tenhamos n mols de alcano, logo:

Contudo, não temos certeza que o oxigênio está na quantidade estequiométrica(na verdade sobra), então devemos colocar O2 no lado direito da equação:

Podemos dizer, pelo enunciado, que o volume aumentou 10%, e como estamos lidando com mesma pressão(será?) e temperatura, então:

Logo, sabemos do alcano que se trata:

Então, a equação fica:

Assim, podemos fazer regra de 3:


Demorei um bom tempo haha


Última edição por Carlos Adir em Sab Maio 02 2015, 19:22, editado 1 vez(es)

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Victor de oliveira em Sab Maio 02 2015, 19:17

Ashitaka creio que seu erro foi desconsiderar a água, ela está no estado gasoso(lembre-se, é um eudiômetro). Se fizer as contas considerando a água encontrará o mesmo resultado do Carlos,que ,como sempre, deu uma ótima resposta.

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Ashitaka em Sab Maio 02 2015, 19:55

Muito obrigado, Carlos, até me sinto em dívida com essas belas soluções em LaTeX que faz. Quando for de grande trabalho, não se incomode a esse ponto, por favor! Não fica tão bonito, mas lembre que o fórum tem a opção de colocar sobescritos e tal, talvez seja mais fácil. Mas sua solução ficou um pouco difícil. Note que se considerar a água na equação que fiz, sai de imediato:
280-10(3n+1) + 20n + 20(n+1) - 300 = 30 -----> n = 4.

O problema é realmente esse da água, como o Victor falou. Eu já tinha reparado que se considerasse a água, daria n = 4. Mas pelo que entendi, se ele diz que volta à temperatura normal, imaginei que fosse água líquida.
Até onde sei, um eudiômetro é um tubo para medir volumes (perdoem se estiver cometendo um erro, sou novo no assunto). Não entendo onde isso indica que a água está no estado gasoso. Poderiam apontar?

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Victor de oliveira em Sab Maio 02 2015, 20:01

Tubo de vidro graduado que serve para medir as variações de volume nas reações químicas entre gases. Peguei a definição de um dicionário,porém meu livro de química consta o mesmo.Posso estar equivocado,Ashitaka, mas creio que o uso desse aparelho pode ser um indício para tal estado da água, já que o enunciado não afirmou que estaria no estado líquido.

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Carlos Adir em Sab Maio 02 2015, 20:20

Eu demorei mesmo foi por erro, 280/20 = 40 hahaha

É meio obrigatório termos agua gasosa. Caso não formasse agua gasosa, perceba que a quantidade de molécular de Oxigênio que reagiu é a mesma quantidade de moleculas de CO2.
Ou seja, nesse sentido não há alteração de volume. Mas perceba que o volume diminui, pois a quantidade de combustivel diminui conforme a reação ocorre.
Assim, em vez de termos aumento de volume, o volume diminuiria.

Quanto à voltar a temperatura normal, significa que a temperatura na hora da análise não varia, mas não que a reação ocorreu em temperatura ambiente.
Lembre-se que existe água gasosa em temperatura ambiente, mesmo seu ponto de ebulição estando acima dessa temperatura.
Realmente não há indicios que a agua está no estado gasoso, mas como disse acima, se a agua ficasse liquida, não teriamos resposta.

Uma tentativa de explicação:
Combustão completa quase sempre obtem-se agua gasosa. Após a agua(gasosa) atingir a temperatura que se encontrava, então é necessário que para a agua ficar liquida, a agua libere energia e o sistema esfrie.
Mas qual seria a "iniciativa" para a agua gasosa transformar-se em liquida, para isso analisamos a energia livre de gibbs:
(esses dados tirei de um livro, não de cabeça haha)
Energia livre de Gibbs de H2O(g) é -228,57 kJ/mol. Ou seja, espontaneamente a agua gasosa transforma-se em agua liquida. Contudo, podemos observar que para existir agua liquida misturado com agua gasosa, a pressão necessária é de 23,8 torr(retirei do livro).

Minha solução ficou um tanto dificil(ficou mais longa), vejo que a tua tem traços de equilibrio quimico, ainda não entrei nessa parte(tão fundo), então por enquanto eu uso mais o raciocinio.

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Ashitaka em Sab Maio 02 2015, 20:29

Na minha não tem nada de equilíbrio químico, é puro balanceamento! Você escreve o alcano da forma como escrevi, depois soma O2 coloca a seta e joga lá uma água e CO2 e sai balanceando hahahaha. Esse jeito é bem prático.


"É meio obrigatório termos agua gasosa. Caso não formasse agua gasosa, perceba que a quantidade de molécular de Oxigênio que reagiu é a mesma quantidade de moleculas de CO2.
Ou seja, nesse sentido não há alteração de volume."

Carlos, não vi a relação entre formar água gasosa e a quantidade de moléculas de oxigênio. Afinal, após a reação, o que haverá de água é um número fixo, seja o estado físico que estiver. A quantidade de CO2 formado não depende da quantidade de água que também foi formada.
Ainda não consegui visualizar o indício de que a água necessariamente seja líquida.

Sobre a energia livre, ainda não sei nada disso; mas na próxima semana já devo ter estudado. Daí posso voltar aqui para compreender bem o que você disse sobre.

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Carlos Adir em Sab Maio 02 2015, 20:43

Sim, é puro balanceamento.
O que eu quero dizer é que para existir agua liquida após a combustão(e em 25°C) é necessário mais de 20 bar de pressão.
Isso explica-se utilizando equilibrio e a energia livre de Gibbs.

E realmente teu jeito ficou bem mais prático.

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Ashitaka em Sab Maio 02 2015, 21:07

Ali em cima você falou 23,8 torr, que é 0,031 atm e agora falou 20 bar, que é 18,74 atm '-'
Além disso, existe água líquida e gasosa na temperatura e pressão ambiente que vivemos. Não vejo problemas sobre ser líquida.
Desculpe a insistência; é que ainda não tenho muito conhecimento em química e não estou convencido...

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Carlos Adir em Sab Maio 02 2015, 21:31

Nem eu tenho muito conhecimento(mais sobre atomistica).
Ali em cima eu falei acima de 20 torr(preguiça de pegar o dado denovo).
Eu ligeiramente confundi 1 torr com 1 bar, ai achei que a pressão era grande, acabei trocando  os nomes.
Na realidade é 23,8 torr. Acabei errando e trocando as unidades. Desculpe.

Com isso de 23,8 torr(abaixo de 1 atm), então acima dessa pressão então temos agua liquida e agua gasosa. 

Enfim, então não sei o porquê de termos agua gasosa. Não vejo problema de considerar liquida, contudo para que tenhamos a resposta, toda a agua deve ser gasosa.

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Ashitaka em Sab Maio 02 2015, 22:26

Enfim, então não sei o porquê de termos agua gasosa. Não vejo problema de considerar liquida, contudo para que tenhamos a resposta, toda a agua deve ser gasosa.

Concordo contigo. Os enunciados em química são bem imperfeitos. O que devemos fazer é testar as duas opções e torcer para que ambas não deem resultados que se adequam. Muito obrigado, Carlos, tem ajudado bastante com as coisas de química. Espero que esteja aprendendo bastante também Smile

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Re: Queima de alcano

Mensagem por Carlos Adir em Dom Maio 03 2015, 15:20

É, estou errando bastante kk. Enfim, é errando que se aprende  Laughing

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