Question

Um automóvel cujo consumo de etanol é 10Km/L de combustível roda em torno de 100 Km por semana. O calor liberado pela combustão completa do etanol consumido em um período de 4 semanas é de, aproximadamente:

Dados: Calor de formação (KJ/mol)
C2H5OH(l) = ‒ 278;
H2O(l) = ‒ 286;
CO2(g) = ‒ 394.
Densidade do etanol = 0,8 Kg/L



ps: ja sei o resultado, preciso saber a resolução.

Answer 1

Primeiro vamos calcular o calor molar de combustão do etanol.
A reação de combustão é:
C2H5OH(l) + 3O2(g)  -->  2CO2(g)  + 3H2O(l)      ΔH= ???

Precisamos saber a entalpia de combustão (calor de combustão).
Podemos calcular por:
ΔH= ∑ΔHf(Produtos)  -  ∑ΔHf(Reagentes)
Para esta reação teremos:
ΔH= [2.ΔHf(CO2) + 3.ΔHf(H2O)] - [ΔHf(C2H5OH) + 3.ΔHf(O2)]

Temos as entalpias de formação:
ΔHf(C2H5OH)=-278kJ/mol
ΔHf(H2O)=-286kJ/mol
ΔHf(CO2)=-394kJ/mol
ΔHf(O2)=0kJ/mol  (O2 é uma substância simples formada pelo elemento oxigênio em sua forma alotrópica mais estável, então tem entalpia de formação padrão 0).

Substituindo os valores:
ΔH= [2.ΔHf(CO2) + 3.ΔHf(H2O)] - [ΔHf(C2H5OH) + 3.ΔHf(O2)]
ΔH= [2.(-394) + 3.(-286)] - [-278 + 3.0]
ΔH= [-788  -858] - [-278]
ΔH= [-1646] - [-278]
ΔH=-1646 + 278 = -1368kJ/mol de etanol

Agora calculamos quantos mols de etanol são queimados em 4 semanas:
O automóvel soda 100km por semana. Em 4 semanas rodará 400km.
Ele faz 10km/L. Então gastou o volume de álcool de:
V(etanol) = 400/10=40L

Calculamos a massa disso:
d=m/V   --->    m=d.V
d(etanol)=0,8kg/L
V(etanol)=40L
Entao:
m(etanol)=0,8.40=32kg = 32000g

Calculamos o número de mols disso:
n=m/MM
m(etanol)=32000g
MM(etanol -C2H5OH) = 2.12+5.1+16+1 = 46g/mol
Então:
n(etanol)=32000/46=695,65mols de etanol.

Agora multiplicamos o número de mols pela entalpia molar de combustão do etanol para achar o calor liberado:

Calor=-1368.695,65 = -951650 kJ  = 951,65 MJ  de energia liberada.

Espero ter ajudado =)