Em um estudo sobre a queima de combustíveis fósseis, foi utilizado um modelo ideal de combustão completa de um…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar os ciclos biogeoquímicos e interpretar os efeitos de fenômenos naturais e da interferência humana sobre esses ciclos, para promover ações individuais e/ ou coletivas que minimizem consequências nocivas à vida.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Em um estudo sobre a queima de combustíveis fósseis, foi utilizado um modelo ideal de combustão completa de um hidrocarboneto representado por CxHy. Nesse processo, todo o carbono do combustível transforma-se no óxido de carbono mais oxidado, todo o hidrogênio forma água e o oxigênio do ar é o reagente responsável pela oxidação. A quantidade de cada substância deve ser ajustada para conservar o número de átomos de carbono, hidrogênio e oxigênio. Com base no modelo descrito, identifique a fórmula molecular do principal gás formado que intensifica o efeito estufa e selecione a equação geral corretamente balanceada para a combustão completa de CxHy.
- A) O gás é H₂O, e a equação geral é CxHy + (x + y/2) O₂ → x CO + y H₂O.
- B) O gás é CO, e a equação geral é CxHy + (x + y/4) O₂ → x CO + (y/2) H₂O.
- C) O gás é O₂, e a equação geral é CxHy + (x + y/4) O₂ → x O₂ + (y/2) H₂O.
- D) O gás é CO₂, e a equação geral é CxHy + (x + y/4) O₂ → x CO₂ + (y/2) H₂O.
- E) O gás é CH₄, e a equação geral é CxHy + (x + y/4) O₂ → CH₄ + (y/2) H₂O.
✅ Resposta correta: alternativa D
Resolução passo a passo
- Na combustão completa, todo o carbono forma o óxido mais oxidado, que é o CO2 (carbono com número de oxidação +4), e todo o hidrogênio forma água. Passo 2: A equação sem balancear é CxHy + a O2 → x CO2 + (y/2) H2O, em que a é o coeficiente do oxigênio a ser determinado. Passo 3: Balanceando o oxigênio, o lado direito contém 2x átomos de O no CO2 e y/2 átomos de O na água, totalizando 2x + y/2 átomos. Como cada molécula de O2 tem 2 átomos, 2a = 2x + y/2, logo a = x + y/4. Passo 4: Verificação: carbono x = x; hidrogênio y = y; oxigênio 2(x + y/4) = 2x + y/2. Tudo confere. Passo 5: O principal gás que intensifica o efeito estufa produzido nessa combustão é o CO2, e a equação correta é CxHy + (x + y/4) O2 → x CO2 + (y/2) H2O, que corresponde à alternativa D, igual ao gabarito. Passo 6: Por que as outras estão erradas: A traz H2O como gás de efeito estufa principal, usa CO no lugar de CO2 e o coeficiente x + y/2 do oxigênio está incorreto. B usa CO, que é produto da combustão incompleta e não o óxido mais oxidado. C coloca O2 como produto, quando ele é reagente e não pode sobrar como produto do modelo. E coloca CH4 como produto, mas o metano não é produto da combustão completa e a equação não conserva os átomos de carbono.
💡 Dica: Identifique a fórmula do gás e balanceie a equação da combustão.
Alternativa por alternativa
O aluno acha que a água é o principal gás do efeito estufa e confunde o óxido mais oxidado com CO, além de errar o coeficiente do oxigênio ao não considerar a metade do hidrogênio.
O aluno associa a combustão completa ao monóxido de carbono, que é produto da combustão incompleta, e não identifica que o óxido mais oxidado é o CO2.
Por que engana: Confundir os produtos da combustão, escolhendo gases que não são os principais emitidos, como H2O ou CH4.
O aluno acha que o oxigênio em excesso aparece como produto da reação, sem perceber que O2 é apenas reagente e que não é um gás de efeito estufa.
Na combustão completa, cada átomo de carbono do hidrocarboneto forma uma molécula de CO₂, enquanto os átomos de hidrogênio formam água. Para balancear a equação, são necessários x átomos de carbono em x CO₂ e y/2 moléculas de H₂O. A quantidade total de átomos de oxigênio nos produtos é 2x + y/2; portanto, o número de moléculas de O₂ é x + y/4.
O aluno associa o efeito estufa ao metano, por causa do senso comum sobre gás natural, e coloca CH4 como produto sem considerar que a combustão completa forma CO2 e água.
Raio-X da questão
combustão de hidrocarbonetos
avaliacao
combustão de hidrocarbonetos · equações químicas balanceadas
Revisar as reações de combustão e suas equações balanceadas.
Confundir os produtos da combustão, escolhendo gases que não são os principais emitidos, como H2O ou CH4.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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