Calcular El Volumen De Dioxido De Carbono En Condiciones Normales V A Masa De Agua Producidos en La Combustión De 100 G De Butano CaH1o). ¿Cuantos Mol De Oxigeno Se Consumen? 2CaH1o + 1302->8CO,+10H,0
Calcular el volumen de dióxido de carbono en condiciones normales y masa de agua producidos en la combustión de 100 g de butano (C4H10)
Introducción
La combustión de hidrocarburos es un proceso fundamental en la generación de energía y la producción de gases de efecto invernadero. En este artículo, nos enfocaremos en calcular el volumen de dióxido de carbono (CO2) producido en condiciones normales y la masa de agua producida en la combustión de 100 g de butano (C4H10). Además, determinaremos la cantidad de mol de oxígeno consumidos en este proceso.
Equilibrio químico de la combustión de butano
La ecuación química balanceada para la combustión de butano es:
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
Esta ecuación muestra que 2 mol de butano reaccionan con 13 mol de oxígeno para producir 8 mol de dióxido de carbono y 10 mol de agua.
Cálculo del volumen de dióxido de carbono
Para calcular el volumen de dióxido de carbono producido en condiciones normales, necesitamos conocer la cantidad de mol de dióxido de carbono producida. Según la ecuación química, 2 mol de butano producen 8 mol de dióxido de carbono.
Supongamos que tenemos 100 g de butano. Para calcular la cantidad de mol de butano, podemos utilizar la fórmula:
n = m / M
donde n es la cantidad de mol, m es la masa en gramos y M es la masa molar del compuesto.
La masa molar del butano (C4H10) es:
M = 4(12,01) + 10(1,008) = 58,12 g/mol
Ahora, podemos calcular la cantidad de mol de butano:
n = 100 g / 58,12 g/mol = 1,72 mol
Dado que 2 mol de butano producen 8 mol de dióxido de carbono, podemos calcular la cantidad de mol de dióxido de carbono producida:
n CO2 = (8/2) × 1,72 mol = 6,88 mol
En condiciones normales, el volumen de un gas es directamente proporcional a la cantidad de mol y a la temperatura y la presión. La temperatura y la presión en condiciones normales son 0°C y 1 atm, respectivamente.
El volumen de un gas en condiciones normales se puede calcular utilizando la fórmula:
V = nRT / P
donde V es el volumen, n es la cantidad de mol, R es la constante de los gases ideales, T es la temperatura en Kelvin y P es la presión en atm.
La constante de los gases ideales es:
R = 0,0821 L atm/mol K
La temperatura en Kelvin es:
T = 0°C + 273,15 = 273,15 K
La presión en atm es:
P = 1 atm
Ahora, podemos calcular el volumen de dióxido de carbono producido en condiciones normales:
V CO2 = 6,88 mol × 0,0821 L atm/mol K × 273,15 K / 1 atm = 155,5 L
Cálculo de la masa de agua producida
Según la ecuación química, 2 mol de butano producen 10 mol de agua. La masa molar del agua (H2O) es:
M = 2(1,008) + 16,00 = 18,02 g/mol
Ahora, podemos calcular la cantidad de mol de agua producida:
n H2O = (10/2) × 1,72 mol = 8,60 mol
La masa de agua producida se puede calcular utilizando la fórmula:
m = n × M
donde m es la masa, n es la cantidad de mol y M es la masa molar.
Ahora, podemos calcular la masa de agua producida:
m H2O = 8,60 mol × 18,02 g/mol = 155,3 g
Cálculo de la cantidad de mol de oxígeno consumidos
Según la ecuación química, 2 mol de butano reaccionan con 13 mol de oxígeno. La cantidad de mol de oxígeno consumidos se puede calcular utilizando la fórmula:
n O2 = (13/2) × 1,72 mol = 11,24 mol
Conclusión
En este artículo, hemos calculado el volumen de dióxido de carbono producido en condiciones normales y la masa de agua producida en la combustión de 100 g de butano (C4H10). También hemos determinado la cantidad de mol de oxígeno consumidos en este proceso. Los resultados muestran que la combustión de butano produce 155,5 L de dióxido de carbono en condiciones normales y 155,3 g de agua. La cantidad de mol de oxígeno consumidos es de 11,24 mol.
Referencias
- "Química general". McGraw-Hill. 2017.
- "Física general". Cengage Learning. 2015.
- "Química orgánica". Pearson. 2013.
Preguntas y respuestas sobre la combustión de butano
Pregunta 1: ¿Cuál es la ecuación química balanceada para la combustión de butano?
Respuesta: La ecuación química balanceada para la combustión de butano es:
2C4H10 + 13O2 → 8CO2 + 10H2O
Pregunta 2: ¿Cuál es el volumen de dióxido de carbono producido en condiciones normales en la combustión de 100 g de butano?
Respuesta: El volumen de dióxido de carbono producido en condiciones normales en la combustión de 100 g de butano es de 155,5 L.
Pregunta 3: ¿Cuál es la masa de agua producida en la combustión de 100 g de butano?
Respuesta: La masa de agua producida en la combustión de 100 g de butano es de 155,3 g.
Pregunta 4: ¿Cuál es la cantidad de mol de oxígeno consumidos en la combustión de 100 g de butano?
Respuesta: La cantidad de mol de oxígeno consumidos en la combustión de 100 g de butano es de 11,24 mol.
Pregunta 5: ¿Por qué es importante calcular el volumen de dióxido de carbono producido en condiciones normales?
Respuesta: Es importante calcular el volumen de dióxido de carbono producido en condiciones normales porque permite evaluar la cantidad de gases de efecto invernadero producidos en la combustión de butano, lo que es importante para la protección del medio ambiente.
Pregunta 6: ¿Cuál es la relación entre la cantidad de mol de butano y la cantidad de mol de dióxido de carbono producida?
Respuesta: La relación entre la cantidad de mol de butano y la cantidad de mol de dióxido de carbono producida es de 2:8, es decir, 2 mol de butano producen 8 mol de dióxido de carbono.
Pregunta 7: ¿Cuál es la relación entre la cantidad de mol de butano y la cantidad de mol de agua producida?
Respuesta: La relación entre la cantidad de mol de butano y la cantidad de mol de agua producida es de 2:10, es decir, 2 mol de butano producen 10 mol de agua.
Pregunta 8: ¿Cuál es la importancia de calcular la cantidad de mol de oxígeno consumidos en la combustión de butano?
Respuesta: Es importante calcular la cantidad de mol de oxígeno consumidos en la combustión de butano porque permite evaluar la cantidad de energía liberada en la combustión, lo que es importante para la eficiencia de la combustión.
Pregunta 9: ¿Cuál es la relación entre la cantidad de mol de butano y la cantidad de mol de dióxido de carbono producida en condiciones normales?
Respuesta: La relación entre la cantidad de mol de butano y la cantidad de mol de dióxido de carbono producida en condiciones normales es de 1,72:6,88, es decir, 1,72 mol de butano producen 6,88 mol de dióxido de carbono.
Pregunta 10: ¿Cuál es la importancia de la ecuación química balanceada para la combustión de butano?
Respuesta: La ecuación química balanceada para la combustión de butano es importante porque permite calcular la cantidad de mol de cada compuesto involucrado en la combustión, lo que es importante para la protección del medio ambiente y la eficiencia de la combustión.