Question

O carbono puro é queimado em oxigênio. A análise do gás resultante da combustão fornece:
CO2 75 mol %
CO 14 mol %
O2 11 mol %
Qual foi a percentagem de oxigênio em excesso usada?
Obs.: A resposta final deve ser 4,5%.

Answer 1

A percentagem em excesso usada foi de 4,5%.

Os gases resultantes da combustão indicam que houve queima incompleta pela formação de CO (monóxido de carbono), para esse processo podemos escrever as seguintes reaçãos:

C + O2 → CO₂

2C + O2 → 2CO

Considerando que uma quantidade final total de 100 mols com composição de CO2 = 75 mols, CO = 14 mols e O2 = 11 mols, podemos estimar que a quantidade inicial de moles de O2 utilizados.

Seguindo a proporção de 1:1 para a formação de CO2, a quantidade requerida de O2 foi de 75 mols, já na formação de CO a quantidade requerida de O2 na proporção de 1:2 foi de 14/2 = 7 mols.

Assim, a quantidade inicial requerida de O2 foi de 75+7 = 82 mols, como sobraram 11 ao final da combustão temos um total de 93 moles de O2.

A quantidade teórica requerida pela reação seria de 89 (considerando apenas combustão completa e conversão total de carbono em CO2), sendo assim o percentual em excesso de O2 foi de:

%exc = (real - teorico) / teorico

%exc = (93 - 89)/89

%exc = 4 / 89

%exc = 0,04494 ≅0,045 = 4,5%

Espero ter ajudado!