Questão 3
FUVEST 2011
(FUVEST 2011 - 2ª fase) Maçaricos são queimadores de gás utilizados para produzir chamas de elevadas temperaturas, como as requeridas para soldar metais. Um gás combustível, muito utilizado em maçaricos, é o acetileno, C2H2, sendo que a sua combustão pode ser promovida com ar atmosférico ou com oxigênio puro.
a) Escreva a equação química balanceada da combustão completa do acetileno com oxigênio puro.
b) Em uma oficina de solda, existem dois cilindros idênticos, um deles contendo oxigênio puro (cilindro A) e o outro, ar atmosférico (cilindro B). Sabendo que, no interior dos dois cilindros, as condições de pressão e temperatura são as mesmas, qual dos dois cilindros contém a maior massa gasosa? Explique.
c) A temperatura da chama do maçarico é maior quando se utiliza a mistura de oxigênio e acetileno do que quando se usa a mistura de ar atmosférico e acetileno, mesmo estando os reagentes em proporção estequiométrica nos dois casos. Considerando as substâncias gasosas que recebem o calor liberado na combustão, em cada caso, explique essa diferença de temperatura.
Gabarito:
Resolução:
a) C2H2 + O2 → CO2 + H2O
Balanceando o carbono:
C2H2 + O2 → 2CO2 + H2O
Os hidrogênios já estão balanceados, balanceando o oxigênio:
C2H2 + 5/2O2 → 2CO2 + H2O
b) Se as condições de temperatura e pressão são as mesmas nos dois cilindros que são idênticos, indicando que possuem o mesmo volume, então a quantidade de moléculas neles são iguais. Com isso, é preciso analisar apenas a massa molar desses gases, como a massa molar do oxigênio maior do que a do nitrogênio, o cilindro com oxigênio puro contém maior massa gasosa.
c) O nitrogênio presente no ar atmosférico não participa da combustão do acetileno, no entanto, ele absorve parte do calor liberado no processo de combustão, ocasionando na diminuição da temperatura da chama.