Questão 18 da FUVEST 2016

Question

Um dirigível experimental usa hélio como fluido ascensional e octano (\ce{C8H18}) como combustível em seu motor, para propulsão. Suponha que, no motor, ocorra a combustão completa do octano:

\ce{C8H18 (g) + \frac{25}{2} O2 (g) -> 8 CO2 (g) + 9 H2O (g)}

Para compensar a perda de massa do dirigível à medida que o combustível é queimado, parte da água contida nos gases de exaustão do motor é condensada e armazenada como lastro. O restante do vapor de água e o gás carbônico são liberados para a atmosfera.

Qual é a porcentagem aproximada da massa de vapor de água formado que deve ser retida para que a massa de combustível queimado seja compensada?

A
11%
B
16%
C
39%
D
50%
E
70%

Note e adote:
Massa molar (\text{g/mol}): \ce{H2O} ...... 18 \quad \ce{O2} ............. 32
\ce{CO2} ....... 44 \quad \ce{C8H18} ...... 114

Answer 1

Questão 18 da FUVEST 2016

1ª fase

Um dirigível experimental usa hélio como fluido ascensional e octano (\ce{C8H18}) como combustível em seu motor, para propulsão. Suponha que, no motor, ocorra a combustão completa do octano:

\ce{C8H18 (g) + \frac{25}{2} O2 (g) -> 8 CO2 (g) + 9 H2O (g)}

Para compensar a perda de massa do dirigível à medida que o combustível é queimado, parte da água contida nos gases de exaustão do motor é condensada e armazenada como lastro. O restante do vapor de água e o gás carbônico são liberados para a atmosfera.

Qual é a porcentagem aproximada da massa de vapor de água formado que deve ser retida para que a massa de combustível queimado seja compensada?

A
11%
B
16%
C
39%
D
50%
E
70%

Note e adote:
Massa molar (\text{g/mol}): \ce{H2O} ...... 18 \quad \ce{O2} ............. 32
\ce{CO2} ....... 44 \quad \ce{C8H18} ...... 114

Reportar erro na questão

Resolução comentada

A ideia é que o dirigível perde massa ao queimar o octano, porque os gases de exaustão saem. Para manter a massa constante, a água retida como lastro deve ter a mesma massa do octano queimado.

Tomando 1 mol de octano na equação, que forma 9 mol de água:

Massa de octano queimada: 1 \times 114 = 114\ \text{g}.
Massa de água formada: 9 \times 18 = 162\ \text{g}.
Massa de água que deve ser retida: igual à de octano, 114\ \text{g}.

A porcentagem retida é a razão entre a massa retida e a massa formada:

\frac{114}{162} \approx 0{,}70 = 70\%

Portanto, é preciso reter cerca de 70% da água formada.

Alternativa E.

Por que as outras alternativas estão erradas

ANão corresponde a nenhuma razão entre as massas; não usa a igualdade entre a massa de água retida e a de octano.
BValor sem relação com 114/162; provavelmente vem de uma conta com coeficientes trocados.
CCompara a massa de água com a de \ce{CO2} ou outra massa errada, em vez de comparar octano com água formada.
DEstimativa de metade, sem fazer a conta com as massas molares e o coeficiente 9.

Assuntos: estequiometria, massa molar, combustão.

Reportar erro na resolução

Ver como caiu na prova