Question

O gás eteno ou etileno (C2H4) é utilizado na fabricação do plástico polietileno. Considerando a combustão completa de 5x104 L deste gás em condições constantes de temperatura e pressão:


a) Quantos m³ de gás oxigênio serão necessários para esta queima?


b) Quantos m³ de gás carbônico serão gerados?

Answer 1

Olá, Marianacorrea4612.

Vamos considerar que a queima do etileno ocorre nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), isto é:

temperatura = 273 K

pressão = 1 atm

constante dos gases = R = 0,08205 L·atm/mol·K

ITEM A

Em primeiro lugar, vamos calcular quantos mol de etileno há em 5×10⁴ L utilizando a fórmula do gás ideal:

$pV\ =\ nRT\ \rightarrow\ n\ =\ \frac{pV}{RT}$

$n = \frac{1\ atm\ \times\ 5\ \times\ 10^{4}\ L}{0,08205\ L\ \cdot\ atm\ \cdot\ mol^{-1}\ \cdot\ K^{-1}\ \times\ 273\ K}\ = 2232,2\ mol\ C_{2}H_{4}$

Temos que a reação balanceada de combustão do etileno é:

$C_{2}H_{4}\ +\ 3\ O_{2}\ \rightarrow\ 2\ CO_{2}\ +\ 2\ H_{2}O$

Nela, vemos que a queima de um mol de etileno consome 3 mol de oxigênio, portanto, teremos:

$n_{O_{2}}\ = \frac{2232,2\ mol\ C_{2}H_{4}\ \cdot\ 3\ mol\ O_{2}}{1\ mol\ C_{2}H_{4}}\ =\ 6696,6\ mol\ O_{2}$

Agora que sabemos a quantidade de mols de oxigênio consumidos, vamos calcular o volume pela fórmula do gás ideal:

$V = \frac{nRT}{p}\ =\ \frac{6696,6\ mol\ O_{2}\ \times\ 273\ K\ \times\ 0,08205\ L\ \cdot\ atm\ \cdot\ mol^{-1}\ \cdot\ K^{-1}}{1\ atm}\ =\ 150001,5\ L$

em m³, teremos:

$150001,5\ L \times\ \frac{1\ m^{3}}{1000\ L}\ =\ 150\ m^{3}\ O_{2}$

Serão consumidos 150 m³ de oxigênio.

ITEM B

1 mol de etileno produz 2 mol de CO₂. 2232,2 mol de etileno produzirão:

$n_{CO_{2}}\ = \frac{2232,2\ mol\ etileno\ \times\ 2\ mol\ CO_{2}}{1\ mol\ etileno}\ =\ 4464,4\ mol\ CO_{2}$

Vamos calcular o volume de CO₂ produzido em m³:

$V_{CO_{2}}\ =\ \frac{nRT}{p}\ \times\ \frac{1\ m^{3}}{1000\ L}\ =\ \frac{4464\ mol\ CO_{2}\ \times\ 273\ K\ \times\ 0,08205\ L\ \cdot\ atm\ \cdot\ mol^{-1}\ \cdot\ K^{-1}}{1\ atm}\ \times\ \frac{1\ m^{3}}{1000\ L}\ =\ 100\ m^{3}\ CO_{2}$

Serão produzidos 100 m³ de CO₂.

Espero ter ajudado.