Questão 65

ITA 2020

Química

(ITA - 2020 - 1ª FASE)

Turbinas a gás podem operar com diversos tipos de combustível. Alguns dos mais comuns são metano, etanol e querosene (C₁₂H₂₆). Considerando combustão completa, a razão mássica de mistura entre cada um desses combustíveis e o oxigênio é, respectivamente,

0,25; 0,48 e 0,29.

0,25; 0,48 e 0,57.

0,25; 0,96 e 0,57.

0,50; 0,48 e 0,29.

0,50; 0,96 e 0,57.

Gabarito:

0,25; 0,48 e 0,29.

Resolução:

As massas molares de metano, CH₄, etanol, C₂H₅OH e querosene, C₁₂H₂₆, são, respectivamente, 16g/mol, 46g/mol e 170g/mol.

Equações das reações de combustão:

$CH_{4;(g)}+2O_{2;(g)} ightarrow CO_{2;(g)}+2H_{2}O_{(l)}$

$C_{2}H_{5}OH_{(l)}+3O_{2;(g)} ightarrow 2CO_{2;(g)}+3H_{2}O_{(l)}$

$C_{12}H_{26;(l)}+frac{37}{2}O_{2;(g)} ightarrow 12CO_{2;(g)}+13H_{2}O_{(l)}$

A massa molar é definida como a razão entre a massa e a quantidade de matéria

$MM_{i}=frac{m_{i}}{n_{i}}$

e a massa pode ser calculada pela equação

$m_{i}=MM_{i}cdot n_{i}$

A razão mássica é dada pela massa de combustível dividido pela massa de oxigênio. A massa molar do oxigênio é 32g/mol. Portanto:

$R_{i} = frac{m_{i}}{m_{oxigenio}}$

$R_{i} = frac{n_{i}cdot MM_{i}}{n_{oxigenio}cdot MM_{oxigenio}}$

Metano:

$R_{metano} = frac{16g}{2cdot 32g} =0,25$

Etanol:

$R_{etanol} = frac{46g}{3cdot 32g} =0,48$

Querosene:

$R_{querosene} = frac{170g}{frac{37}{2}cdot 32g} =0,29$

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