Questão 69439

UFJF 2015

Química

(UFJF - 2015)

Os melhores combustíveis para uso em foguetes são aqueles que, na menor massa possível, liberam a maior quantidade de energia na sua queima para propelir o voo. O quadro abaixo mostra alguns combustíveis e suas entalpias de combustão.

Combustível	Metanol	Etanol	Benzeno	Octano
Fórmula molecular	CH₄O	C₂H₆O	C₆H₆	C₈H₁₈
ΔH_combustão/kJ.mol^-1	-726	-1.368	-3.268	-5.471

Com base nessas informações, é CORRETO afirmar que o melhor combustível para ser utilizado em foguetes é o:

metanol, porque é um álcool de baixa massa molar.

etanol, porque é um combustível potente.

octano, porque apresenta o maior valor de entalpia de combustão por grama de combustível.

octano, porque é o combustível com maior massa molar.

benzeno, porque tem massa e ΔH_combustão intermediários.

Gabarito:

octano, porque apresenta o maior valor de entalpia de combustão por grama de combustível.

Resolução:

Pode-se calcular a energia liberada por massa de combustível a partir da entalpia de combustão e das massas molares através da equação

$E = frac{Delta H_{c}}{MM}$

Alternativamente, pode-se utilizar uma regra de três para fazer esse cálculo

1 mol combustível	__________	MM	__________	ΔH_c
		1 g	__________	E

• Cálculo das massas molares:

$MM_{metanol} = MM_{C} + 4cdot MM_{H} +MM_{O}= 12+4 +16= 32;g;mol^{-1}$

$MM_{etanol} = 2cdot MM_{C} + 6cdot MM_{H} +MM_{O}= 24+6 +16= 46;g;mol^{-1}$

$MM_{benzeno} = 6cdot MM_{C} + 6cdot MM_{H} +MM_{O}= 72+6 = 78;g;mol^{-1}$

$MM_{octano} = 8cdot MM_{C} + 18cdot MM_{H} = 96+18= 114;g;mol^{-1}$

• Cálculo da energia liberada por massa de combustível:

$E_{metanol} = frac{Delta H_{c;metanol}}{MM_{metanol}} = frac{-726;kJ;mol^{-1}}{32;g;mol^{-1}} =- 22,69;kJ;g^{-1}$

$E_{etanol} = frac{Delta H_{c;etanol}}{MM_{etanol}} = frac{-1368;kJ;mol^{-1}}{46;g;mol^{-1}} =- 29,74;kJ;g^{-1}$

$E_{benzeno} = frac{Delta H_{c;benzeno}}{MM_{benzeno}} = frac{-3268;kJ;mol^{-1}}{78;g;mol^{-1}} = -41,89;kJ;g^{-1}$

$E_{octano} = frac{Delta H_{c;octano}}{MM_{octano}} = frac{-5471;kJ;mol^{-1}}{114;g;mol^{-1}} =- 47,99;kJ;g^{-1}$

O combustível que libera a maior quantidade de energia por massa é o octano, com 47,99 kJ de energia por grama de combustível.

Questão 69439

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