Question

Qual o volume em litros de gás carbônico (CO2) na CNTP quando se queima 12 kg de carvão (C) com 80% de pureza? C + O2 + CO2 Dados: massa molar (g/mol) C = 12; 0 = 16. Volume Molar (L/mol) = 22,4​

Answer 1

Resposta:  Quando se queimam 12 kg deste Carvão, libertam-se 17920 L de CO₂.

Formulário:

$MM=\dfrac{m}{n}\qquad\qquad n=\dfrac{N}{N_A}\qquad\qquad\rho=\dfrac{m}{V}\qquad\qquad V_m=\dfrac{V}{n}$

Dados:

$\text{Condi\c{c}\~oes PTN}\;\Longrightarrow\;V_m=22,4\;l/mol$

$m_{C+Impurezas}=12\;kg=12.000\;g$

$\%_{m/m}(C)=80\%$

$MM\,(C)=12\;g/mol$

$MM\,(O)=16\;g/mol$

$C\,(s)\;+\;O_2\,(g)\;\longrightarrow\;CO_2\,(g)$

Resolução:

Comecemos por determinar a Massa Molar do CO₂.

$MM\,(CO_2)=MM\,(C)+2\,MM\,(O)=12+2\times16=44\;g/mol$

Vamos, agora, determinar a Massa de Carbono puro:

    $\%_{m/m}(C)=100\times\dfrac{m_C}{m_{C+Impurezas}}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow m_C=\dfrac{\%_{m/m}(C)\times m_{C+Impurezas}}{100}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow m_C=\dfrac{80\times12.000}{100}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow m_C=9.600\;g$

Sabendo a Massa Molar C e a Massa de C, podemos determinar a Quantidade de Matéria de C.

    $MM\,(C)=\dfrac{m_{C}}{n_{C}}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{C}=\dfrac{m_{C}}{MM\,(C)}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{C}=\dfrac{9.600}{12}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{SO_2}=800\;mol$

Pela estequiometria da reação, sabemos que a proporção de C para CO₂ é de 1:1. Assim, podemos estabelecer uma Regra de 3 Simples:

     1 mol de C    ----------     1 mol de CO₂

800 mol de C    ----------     x mol de CO₂

$x=\dfrac{1\times800}{1}=800\;mol$

Logo, sabemos que obtemos 800 mol de CO₂ quando queimamos todo esste Carvão.

Vamos, por fim, determinar o Volume de CO₂.

    $V_m=\dfrac{V_{CO_2}}{n_{CO_2}}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow V_{CO_2}=V_m\times n_{CO_2}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow V_{O_2}=22,4\times800\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow V_{O_2}=17.920\;l$

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