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Reacción de combustión: moles, gases y número de Avogadro 0002

La combustión del n-pentano (C_5H_{12}) se hace con exceso de oxígeno a 32 ºC y presión atmosférica: a) ¿Cuál será la masa de agua que se obtiene si se queman 120 L de n-pentano? A la temperatura indicada el hidrocarburo es líquido y su densidad es 0,626 kg/L. b) ¿Qué volumen de dióxido de carbono se obtendrá, medido en las condiciones de la combustión? c) ¿Cuántas moléculas de oxígeno serán las necesarias para hacer la combustión? Datos: C = 12 ; H = 1 ; O = 16 ; R = 0,082\frac{atm\cdot L}{K\cdot mol} ; N_A = 6,022\cdot 10^{23}\frac{part}{mol}

SOLUCIÓN

La reacción ajustada es: C_5H_{12}(l) + 8O_2(g)\ \to\ 5CO_2(g) + 6H_2O(l)
a) Lo primero que haremos es convertir en moles la masa de n-pentano:

120\ L\ C_5H_{12}\cdot 626\frac{g}{L}\cdot \frac{1\ mol}{72\ g} = 1\ 043,33\ mol\ C_5H_{12}


La masa de agua se obtiene a partir de la estequiometría de la reacción:

1\ 043,33\ mol\ C_5H_{12}\cdot \frac{6\ mol\ H_2O}{1\ mol\ C_5H_{12}}\cdot \frac{18\ g}{1\ mol} = \bf 112\ 680\ g\ H_2O


b) Aplicamos la estequiometría para conocer los moles de oxígeno y la ecuación de los gases para obtener el volumen:

1\ 043,33\ mol\ C_5H_{12}\cdot \frac{5\ mol\ CO_2}{1\ mol\ C_5H_{12}} = 5\ 216,65\ mol\ CO_2


V = \frac{nRT}{P} = \frac{5\ 216,65\ mol\cdot 0,082\frac{atm\cdot L}{K\cdot mol}\cdot 305\ K}{1\ atm} = \bf 130\ 468\ L\ CO_2


c) Hacemos la reacción estequiométrica entre el n-pentano y el oxígeno y aplicamos la definición de mol:

1\ 043,33\ mol\ C_5H_{12}\cdot \frac{8\ mol\ O_2}{1\ mol\ C_5H_{12}}\cdot \frac{6,022\cdot 10^{23}\ mol\'ec}{1\ mol} = \bf 5,03\cdot 10^{27}\ mol\'ec\ O_2

 

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