Questão 73 (1º semestre) da UFG 2009

Question

Em um motor de combustão interna, quando o pistão está totalmente comprimido, o combustível é injetado em uma câmara de 60\text{ mL}. Sabe-se que, para o pistão mover-se, é necessária uma pressão de 10\text{ atm}. A massa, em gramas, de octano necessária para realizar esse movimento, considerando que os gases produzidos na combustão completa tenham comportamento de gás ideal e que a temperatura de operação seja de 150\ ^\circ\text{C}, é:

Considere \text{R} = 0{,}082\text{ L.atm.K}^{-1}\text{. mol}^{-1}

A
0,032
B
0,114
C
0,214
D
0,241
E
1,938

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 73 (1º semestre) da UFG 2009

1º semestre · Química: Volume molar e estequiometria de gases

Em um motor de combustão interna, quando o pistão está totalmente comprimido, o combustível é injetado em uma câmara de 60\text{ mL}. Sabe-se que, para o pistão mover-se, é necessária uma pressão de 10\text{ atm}. A massa, em gramas, de octano necessária para realizar esse movimento, considerando que os gases produzidos na combustão completa tenham comportamento de gás ideal e que a temperatura de operação seja de 150\ ^\circ\text{C}, é:

Considere \text{R} = 0{,}082\text{ L.atm.K}^{-1}\text{. mol}^{-1}

A
0,032
B
0,114
C
0,214
D
0,241
E
1,938

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Resolução comentada

A pressão de 10\text{ atm} deve ser produzida pelos gases da combustão (CO₂ e H₂O, ambos gasosos a 150\ ^\circ\text{C}) no volume de 60\text{ mL}.

Equação da combustão completa do octano:

\ce{C8H18 + 25/2 O2 -> 8 CO2 + 9 H2O}

Cada mol de octano gera 8+9=17 mol de gases.

Quantidade total de gás necessária (Clapeyron, PV=nRT), com V=0{,}060\ \text{L} e T=150+273=423\ \text{K}:

n=\frac{PV}{RT}=\frac{10\cdot 0{,}060}{0{,}082\cdot 423}=\frac{0{,}6}{34{,}69}\approx 0{,}0173\ \text{mol}

Mol de octano:

n_{\text{octano}}=\frac{0{,}0173}{17}\approx 1{,}02\cdot10^{-3}\ \text{mol}

Massa, com M(\ce{C8H18})=114\ \text{g/mol}:

m=1{,}02\cdot10^{-3}\cdot 114\approx 0{,}116\ \text{g}\approx 0{,}114\ \text{g}

O valor mais próximo é 0{,}114\ \text{g}.

Alternativa B.

Por que as outras alternativas estão erradas

AValor sem relação com a estequiometria; resulta de erro de conta ou de usar poucos mols de gás.
CNão corresponde ao cálculo correto; provavelmente erro na conversão de temperatura ou de volume.
DNão corresponde ao cálculo correto; erro de arredondamento ou de coeficientes na equação.
EEsquece de dividir por 17 ou usa só o octano como gás, superestimando bastante a massa.

Assuntos: Volume molar e estequiometria de gases, Estudo dos gases e equação de Clapeyron.

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Questão 73 no caderno 1ª etapa da UFG 2009

Fonte: UFG 2009 · 1º semestre · 1ª etapa. Prova oficial ↗