Question

6. A combustão completa de etanol nos motores de veículos produz gás carbônico e água. Quantos
mols de gás oxigênio são necessários para queimar 4 mols de etanol? Apresente seus cálculos. *
(10 Pontos)

Answer 1

São necessárias 6 mols de gás

Answer 2

Resposta:

Serão necessários 12 moles de gas oxigênio para a queima completa de 4 moles de etanol.

Explicação:

Vamos à resolução da Tarefa, iniciando pela montagem da reação química de combustão do etanol, sem o balanceamento:

• C₂H₆O + O₂ → CO₂ + H₂O

Façamos o balanceamento da reação química, partindo-se do elemento químico Hidrogênio (H):

• no lado dos reagentes, há 06 átomos de hidrogênio.
• no lado dos produtos, há 02 átomos de hidrogênio.
• vamos transpor os números, colocando-se o coeficiente 2 à frente da molécula de C₂H₆O e o coeficiente 6 à frente da molécula de H₂O: 2C₂H₆O + O₂ → CO₂ + 6H₂O.
• verificamos que há 12 átomos de hidrogênio, no lado dos reagentes (2 × 6 = 12) e 12 átomos de hidrogênio, no lado dos produtos (6 × 2 = 12).

Agora, vamos fazer o balanceamento do elemento químico Carbono (C), a partir da reação química 2C₂H₆O + O₂ → CO₂ + 6H₂O:

• no lado dos reagentes, há 04 átomos de carbono.
• no lado dos produtos, há 01 átomo de carbono.
• vamos colocar o coeficiente 4 à frente da molécula de CO₂: 2C₂H₆O + O₂ → 4CO₂ + 6H₂O.
• verificamos que há 04 átomos de carbono, no lado dos reagentes (2 × 2 = 4) e 04 átomos de carbono, no lado dos produtos (4 × 1 = 4).

Por fim, vejamos o balanceamento do elemento químico Oxigênio, a partir da reação química 2C₂H₆O + O₂ → 4CO₂ + 6H₂O:

• no lado dos reagentes, há 04 átomos de oxigênio.
• no lado dos produtos, há 14 átomos de oxigênio (4 × 2 + 6 × 1 = 8 + 6 = 14).
• vamos colocar o coeficiente 6 à frente da molécula de O₂: 2C₂H₆O + 6O₂ → 4CO₂ + 6H₂O.
• verificamos que há 14 átomos de oxigênio, no lado dos reagentes (2 × 1 + 6 × 2 = 2 + 12 = 14) e 14 átomos de oxigênio, no lado dos produtos (4 × 2 + 6 × 1 = 8 + 6 = 14).

A reação química, balanceada, da combustão completa de etanol é:

• 2C₂H₆O + 6O₂ → 4CO₂ + 6H₂O.

Nesta reação química, observamos a seguinte proporção estequiométrica entre produtos e reagentes:

$C_{2}H_6}O~|~O_{2}~|~CO_{2}~|~H_{2}O\\2~:~6~:~4~:~6$

Portanto, 2 moles de etanol reagem com 6 moles de oxigênio para formar 4 moles de dióxido de carbono e 6 moles de água.

Para serem queimados 4 moles de etanol, faremos a seguinte regra de três simples para determinarmos o número "n" de moles de oxigênio que serão necessários:

$2~moles~C_{2}H_{6}O~=== > ~6~moles~O_{2}\\4~moles~C_{2}H_{6}O~=== > ~n~moles~O_{2}$

Fazendo-se a multiplicação cruzada, teremos:

$2\times n=4\times6\\2n=24\\n=\frac{24}{2}\\n=12$

Logo, serão necessários 12 moles de gas oxigênio para a queima completa de 4 moles de etanol.

Observação: A reação de combustão completa, acima, também pode ter os seus coeficientes estequiométricos simplificados, através de uma divisão por 2, mas sem alteração do resultado final:

• 2C₂H₆O + 6O₂ → 4CO₂ + 6H₂O ⇒ 1C₂H₆O + 3O₂ → 2CO₂ + 3H₂O.