Question

Maçaricos são queimadores de gás utilizados para produzir chamas de elevadas temperaturas, como as requeridas para soldar metais. Um gás combustível, muito utilizado em maçaricos, é o acetileno, C2H2, sendo que a sua combustão pode ser promovida com ar atmosférico ou com oxigênio puro.

a) Escreva a equação química balanceada da combustão completa do acetileno com oxigênio puro.

b) Em uma oficina de solda, existem dois cilindros idênticos, um deles contendo oxigênio puro (cilindro A) e o outro, ar atmosférico (cilindro B). Sabendo que, no interior dos dois cilindros, as condições de pressão e temperatura são as mesmas, qual dos dois cilindros contém a maior massa gasosa? Explique.

c) A temperatura da chama do maçarico é maior quando se utiliza a mistura de oxigênio e acetileno do que quando se usa a mistura de ar atmosférico e acetileno, mesmo estando os reagentes em proporção estequiométrica nos dois casos. Considerando as substâncias gasosas que recebem o calor liberado na combustão, em cada caso, explique essa diferença de temperatura.

Answer 1

a) A equação química balanceada da combustão completa do acetileno com oxigênio puro é C₂H₂ + 5/2 O₂ → 2CO₂ + H₂O


b) O cilindro com maior massa gasosa é aquele que abriga o oxigênio puro, porque a massa molar do O₂ (32g/mol) é maior do que a massa molar média do ar, que é de 28,8g/mol.

Para calcular a massa molar média do ar, devemos considerar que o ar tenha 80% em mol de N₂ e 20% em mol de O₂, e então teremos:

___
  $M_{ar}$ = $\frac{(80 . 28 + 20 . 32)g/mol}{100}$
___
$M_{ar}$ = 28,8g/mol

Há uma segunda explicação de que, pelo Princípio de Avogrando, possuímos a mesma quantidade de moléculas em ambos os cilindros.
No cilindro com ar, estão presentes moléculas de N₂, que apresentam massa menor que as moléculas de oxigênio.


c) Por estarem na mesma proporção estequiométrica, o calor liberado pelos reagentes acetileno e oxigênio será o mesmo. (o₂ puro e O₂ no ar), para a mesma quantidade de massa de acetileno que for queimada.