(IME) - Cinética Química
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(IME) - Cinética Química
Boa tarde, tudo bem? Alguém poderia me explicar, detalhadamente, essa questão, por favor?
Um combustível de fórmula molecular média C12H26 é alimentado em um queimador à taxa de 0,6mol/min , com 40%
de ar em excesso, de modo a garantir a combustão completa. Admitindo-se que a composição percentual molar do ar
seja de 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio, calcule a taxa total, em mol/min , de saída dos gases do queimador.
Um combustível de fórmula molecular média C12H26 é alimentado em um queimador à taxa de 0,6mol/min , com 40%
de ar em excesso, de modo a garantir a combustão completa. Admitindo-se que a composição percentual molar do ar
seja de 80% de nitrogênio e 20% de oxigênio, calcule a taxa total, em mol/min , de saída dos gases do queimador.
- Spoiler:
- 81,6 mol/min
estudosxlia- Jedi
- Mensagens : 360
Data de inscrição : 25/04/2022
Re: (IME) - Cinética Química
Boa noite, a reação balanceada é a seguinte:
[latex] C_{12}H_{26}+ \frac{37}{2}O_{2(g)}\rightarrow 12CO_{2(g)} + 13H_2O_{(g)} [/latex]
A cada minuto entra 0,6 mol de combustível, utilizando essa quantidade e os coeficientes na equação balanceada, podemos calcular a quantidade de todos os componentes:
[latex] n_{O_2}=\frac{37}{2}.0,6 = 11,1\: mols
n_{CO_2}=12.0,6=7,2 \:mols
n_{H_2O}=13.0,6=7,8 \: mols [/latex]
Com esses dados já sabemos quantos mols de CO2 e H2O saem por minuto.
De acordo com o enunciado, o ar na mistura possui 80% de N2:
[latex] n_{N_2}=n_{O_2}.\frac{80%}{20%} =44,4\:mols [/latex]
Temos a quantidade de ar necessária para a reação ocorrer com a quantidade de oxigênio exata, entretanto, o que realmente entra é 40% a mais:
[latex] n_{ar}=(n_{O_2} +n_{N_2} ).\frac{140%}{100%}=77,7\:mols [/latex]
Logo: Entram 77,7 mols de ar, mas 11,1 mols são de O2 que são consumidos, restando 66,6 mols.
Nos produtos saem 7,2 mols de CO2 e 7,8 mols de H2O.
Somando tudo: 66,6 + 7,2 + 7,8 = 81,6 mols/min
A questão não informa se a água é produzida no estado gasoso ou líquido, como ela pede a quantidade de gases que sai, é um dado relevante. Coloquei a reação gerando no estado gasoso pois assim bate com o gabarito. Como é uma questão aberta, creio que o melhor em prova seria colocar as duas possibilidades.
[latex] C_{12}H_{26}+ \frac{37}{2}O_{2(g)}\rightarrow 12CO_{2(g)} + 13H_2O_{(g)} [/latex]
A cada minuto entra 0,6 mol de combustível, utilizando essa quantidade e os coeficientes na equação balanceada, podemos calcular a quantidade de todos os componentes:
[latex] n_{O_2}=\frac{37}{2}.0,6 = 11,1\: mols
n_{CO_2}=12.0,6=7,2 \:mols
n_{H_2O}=13.0,6=7,8 \: mols [/latex]
Com esses dados já sabemos quantos mols de CO2 e H2O saem por minuto.
De acordo com o enunciado, o ar na mistura possui 80% de N2:
[latex] n_{N_2}=n_{O_2}.\frac{80%}{20%} =44,4\:mols [/latex]
Temos a quantidade de ar necessária para a reação ocorrer com a quantidade de oxigênio exata, entretanto, o que realmente entra é 40% a mais:
[latex] n_{ar}=(n_{O_2} +n_{N_2} ).\frac{140%}{100%}=77,7\:mols [/latex]
Logo: Entram 77,7 mols de ar, mas 11,1 mols são de O2 que são consumidos, restando 66,6 mols.
Nos produtos saem 7,2 mols de CO2 e 7,8 mols de H2O.
Somando tudo: 66,6 + 7,2 + 7,8 = 81,6 mols/min
A questão não informa se a água é produzida no estado gasoso ou líquido, como ela pede a quantidade de gases que sai, é um dado relevante. Coloquei a reação gerando no estado gasoso pois assim bate com o gabarito. Como é uma questão aberta, creio que o melhor em prova seria colocar as duas possibilidades.
Leonardo Mariano- Monitor
- Mensagens : 522
Data de inscrição : 11/11/2018
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Localização : Criciúma/SC
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