Question

Uma chama queima CH4 completamente, na razão de 2L/min, medidos nas CNTP. O calor de combustão do metano é 882kJ/mol. a) CALCULE a velocidade de liberação de energia. b) CALCULE, em mol/min, a velocidade de produção de gás carbônico. c) CALCULE a massa de oxigênio consumida em 20 minutos. Dados: O = 16

Answer 1

Olá!

A combustão completa do metano é dada pela equação:

$CH_{4} + 2O_{2} \; \rightarrow \; CO_{2} + 2H_{2}O$

O calor de combustão do metano é 882kJ/mol. A chama queima CH₄ completamente, na razão de 2L/min, medidos nas condições normais de pressão e temperatura (CNTP), ou seja:

V = 22,4 L / mol

P = 101,325 Kpa

T = 273, 15 K

Então respondendo as questões:

a) Calcule a velocidade de liberação de energia

O calor da combustão por cada litro de metano é:

$Q = \frac{882 kJ / mol}{22,4 L/ mol} = 39,38 kJ/L$

Para 2 Litros de metano é:

$\frac{39,38\; kJ }{L} * 2L = 78,75 kJ$

b) Calcule em mol/min, a velocidade de produção de gás carbônico.

A partir da reação sabemos que temos 1 litro de metano para 1 litro de gas carbônico, a velocidade na que se produce o gas carbonico vai ser a mesma do metano, ou seja 2L/min que em mol é:

22,4 L -------- 1 mol

2L ------------ Xmol

$X_{mol} = \frac{2\;L \; *\; 1 \;mol}{22, 4\; L} = 0,089 \;mol$

c) Calcule a massa de oxigênio consumida em 20 minutos.

Se por cada litro de metano temos 2 litros de oxigênio, a quantidade deste para 2 litros de metano é 4 Litros, que em mol é:

22, 4 L ------ 1 mol

4 L -------------X mol oxigênio

$X_{mol} = \frac{4\;L \; *\; 1 \;mol}{22, 4\; L} = 0,179\;mol$

A partir do número de mol e da massa molecular do oxigênio (16), podemos determinar a massa consumida em 1 minuto:

$n = \frac{massa}{massa\; molecular}\\\\ 0,179\; mol = \frac{massa}{(16 * 2) mol}\\\\ massa = 0,179 * 32\\massa = 5,728 g$

Assim para 20 minutos a massa de oxigênio consumida é:

$Massa_{consumida} = 5,728 g * 20 min\\ Massa_{consumida} = 114,56 g$