Question

Química geral
A cana-de-açúcar é atualmente, para o Brasil, uma das culturas mais promissoras. Além de
fonte renovável para obtenção de combustível, é utilizada na obtenção de açúcar e, mais
recentemente, tem sido utilizada como matéria-prima para a chamada indústria alcoolquímica. Essa
indústria gera grande quantidade de resíduos que apresentam alto poder calorífico, podendo ser
utilizado na cogeração de energia elétrica.
Supondo que a os resíduos da cana-de-açúcar apresentam fórmula molecular genérica C20H42,
responda:
A) Represente a reação química balanceada de combustão desse resíduo. Em seguida:
B) Determine a taxa de produção de CO2 pelo sistema quando a taxa de queima é de 20 kg do
resíduo por hora, considerando que a reação estequiométrica ocorre completamente e que todo o
combustível é consumido ao final do processo.
C) Quando são adicionados 2000 litros (CNTP) de oxigênio molecular por hora para combustão
do resíduo, qual é o reagente limitante e qual é o reagente em excesso?
D) Relacione as propriedades dos estados físicos da matéria em relação aos reagentes e
produtos da reação de combustão.

Answer 1

a) A equação química balanceada é a seguinte:

2 C20H42 + 61 O2 ⇒ 40 CO2 + 42 H2O

b) A taxa de produção de CO2 é de 62,4 Kg/h.

Temos que 2 mols de resíduo geram 40 mols de CO2. Como a massa molar do resíduo é de 282 g/mol e do gás carbônico é de 44 g/mol, temos que:

2.(282) g de resíduo ------ 40.(44) g de CO2

20 Kg de resíduo/h ----- x

x =  62,4 Kg de CO2/h

c) O gás oxigênio seria o reagente limitante e o resíduo, o reagente em excesso.

Na CNTP, cada mol de gás ocupa 22,4 L. Como será injetado 2.000 L de gás oxigênio por hora, isso significa a injeção de 89,3 mol/h do mesmo.

Segundo a reação, 2 mol de resíduo reage com 61 mol de gás oxigênio. Logo, para processar 20 Kg de resíduo/h, o gás oxigênio seria o reagente limitante e o resíduo, o reagente em excesso.

d) O resíduo é solido, enquanto que o gás oxigênio, gás carbônico e água são gasosos.

Espero ter ajudado!