Reacción de combustión: moles, gases y número de Avogadro 0001

, por F_y_Q

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La combustión del heptano (C_7H_{16}) se hace con exceso de oxígeno a 80^oC y presión atmosférica:

a) ¿Cuál será la masa de agua que se obtiene si se queman 65 L de heptano? A la temperatura indicada el hidrocarburo es líquido y su densidad es 0,684 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}

P.-S.

La reacción ajustada es: C_7H_{16}(l) + 11O_2(g)\ \to\ 7CO_2(g) + 8H_2O(l)
a) Lo primero que haremos es convertir en moles la masa de heptano:

65\ L\ C_7H_{16}\cdot 684\frac{g}{L}\cdot \frac{1\ mol}{100\ g} = 444,6\ mol\ C_7H_{16}


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

444,6\ mol\ C_7H_{16}\cdot \frac{8\ mol\ H_2O}{1\ mol\ C_7H_{16}}\cdot \frac{18\ g}{1\ mol} = \bf 64\ 022\ g\ H_2O


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

444,6\ mol\ C_7H_{16}\cdot \frac{7\ mol\ CO_2}{1\ mol\ C_7H_{16}} = 3\ 112,2\ mol\ CO_2


V = \frac{nRT}{P} = \frac{3\ 112,2\ mol\cdot 0,082\frac{atm\cdot L}{K\cdot mol}\cdot 353\ K}{1\ atm} = \bf 90\ 086\ L\ CO_2


c) Hacemos la reacción estequiométrica entre el heptano y el oxígeno y aplicamos la definición de mol:

444,6\ mol\ C_7H_{16}\cdot \frac{11\ mol\ O_2}{1\ mol\ C_7H_{16}}\cdot \frac{6,022\cdot 10^{23}\ mol\’ec}{1\ mol} = \bf 2,95\cdot 10^{27}\ mol\’ec\ O_2