Exercício 2.2 · Exame Nacional Física e Química A Época especial 2024

O metano, $\text{CH}_4\text{ (g)}$, tem um potencial de efeito de estufa muito superior ao do dióxido de carbono. Por esse motivo, em aterros sanitários ou em refinarias de petróleo, é preferível realizar a sua combustão, originando a libertação de dióxido de carbono.

A reação de combustão pode ser traduzida por$$\text{CH}_4\text{ (g)} + 2\text{ O}_2\text{ (g)} \rightarrow \text{CO}_2\text{ (g)} + 2\text{ H}_2\text{O (g)}$$

2.2.

A energia libertada na combustão de $40{,}0\text{ g}$ de $\text{CH}_4\text{ (g)}$ ($M = 16{,}05\text{ g mol}^{-1}$) permitiu aquecer até $35{,}0\text{ }^{\circ}\text{C}$ uma amostra de água inicialmente a $10{,}0\text{ }^{\circ}\text{C}$.

Admita que a combustão foi realizada a pressão constante, com excesso de $\text{O}_2\text{ (g)}$ e com um rendimento de $100\%$ em todos os processos envolvidos.

Considere as energias de ligação médias apresentadas na tabela seguinte:

Ligação · $E\,(\text{C}-\text{H})$ · $E\,(\text{C}=\text{O})$ · $E\,(\text{O}=\text{O})$ · $E\,(\text{O}-\text{H})$

$E\,/\text{ kJ mol}^{-1}$ · 414 · 799 · 490 · 460

Determine a massa da amostra de água que foi aquecida.

Apresente todos os cálculos efetuados.