Question

Que volume de etanol (C2H6O) produz, por combustão completa, a mesma quantidade de energia que a produzida na queima total de 1 L de gasolina, supostamente constituída de octano (C8H18)?
(Dados referidos a 25ºC: calor de combustão do etanol = 330 kcal/mol, do octano = 1320 kcal/mol, densidade do etanol = 0,78 g/mL, do octano = 0,80 g/mL).

Answer 1

A combustão do octano pode ser representada por:

C8H18 + 12,5O2 --> 9H2O + 8CO2

Em que é liberado 1320kcal/mol. Em 1L de gasolina, terá a seguinte massa de octano:
d = m/V
0,80gmL-1*1000mL = m
 800g = m

Para saber a energia produzida por essa massa de octano, precisamos encontrar quanto vale em mol essa quantidade de massa. Sabendo que a massa molar do octano é;


C = 8*12gmol-1
H = 18*1gmol-1
total = 114gmol-1


n = m/MM
n = 800g/114gmol-1
n = 7,0mol

Como cada 1mol libera 1320kcal, então 7mol libera 7*1320kcal = 9240kcal

O etanol produz 330kcal/mol. Então o seguinte número de mol de etanol será necessário para produzir os 9240kcal:

1mol ---- 330kcal
xmol --- 9240kcal

x = 28mols

A massa molar do etanol C2H6O é:
C = 12*2 +
H = 6*1
O = 16
total = 46gmol-1


Os 28mols equivalem a seguinte massa:

n = m/MM
n*MM = m
28mol*46gmol-1 = 1288g
E por fim, essa massa em gramas equivalem em volume, considerando a densidade do etanol 0,78 g/mL: 
d = m/V
V = m/d
V = 1288g/ 0,78 gmL-1
V = 1651mL ou 1,65L