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Química - 4ª Lista de Exercícios 
Estequiometria da Combustão 
Resumo Teórico : Rever antes de resolver os exercícios .
Composição do AR 
IMPORTANTE : composição molar = composição volumétrica
Razão do Excesso de Oxigênio
Ordem de Grandeza do excesso de Oxigênio
IMPORTANTE : Porcentagem de Ar em excesso = Porcentagem de Oxigênio em excesso .
- Nomenclatura do Oxigênio (utilize as denominações abaixo)
Nomenclatura do Oxigênio
a) Oxigênio Estequiométrico
 É a quantidade de oxigênio calculada , necessário para a combustão completa do combustível .
b) Oxigênio do Combustível
 É a quantidade de oxigênio presente no combustível antes da combustão.
c) Oxigênio Teórico
 É a mínima quantidade de oxigênio comburente introduzida na câmara de combustão, necessária teoricamente à combustão completa do combustível . Pode ser calculada por : 
O2,teórico = O2,esteq - O2,combustível
d) Oxigênio Excesso
 É a quantidade de oxigênio que excede a quantidade de Oxigênio Teórico , e é calculado em relação a quantidade de Oxigênio Teórico .
e) Oxigênio Real
 É a quantidade de oxigênio introduzida na câmara de combustão . Pode ser calculada por : 
O2,Real = O2,teórico + O2,excesso
f) Oxigênio nos Fumos
 É a quantidade de oxigênio que sobra na câmara de combustão sem reagir e sai junto com os outros gases da combustão .
obs : Quando a queima que ocorre na câmara de combustão é a Combustão Completa ou seja todo o combustível se transformou em CO2 , então o oxigênio nos fumos é exatamente o oxigênio em excesso.
g) Oxigênio Consumido 
É a quantidade de oxigênio efetivamente consumida na câmara de combustão e pode ser calculada por :
O2, consumido = (O2,real + O2,combustível) - O2,Fumos .
obs:Quando a queima que ocorre na câmara de combustão é a Combustão Completa ou seja todo o combustível se transformou em CO2 , então o oxigênio consumido é exatamente o oxigênio estequiométrico 
h) Oxigênio subtraído do meio ambiente 
É a quantidade de oxigênio subtraída do meio ambiente e pode ser calculada por : 
O2, subtraído = O2,real - O2,Fumos .
obs : Quando a queima que ocorre na câmara de combustão é a Combustão Completa ou seja todo o combustível se transformou em CO2 , então o oxigênio subtraído é exatamente o oxigênio teórico .
Exercício 1 - resolvido
Um carvão possui a seguinte composição em massa :
carbono = 79,2% ; hidrogênio = 4,0% ; oxigênio = 6,4% ; nitrogênio = 5,6% e cinzas = 4,8% .
São empregados 68% de ar em excesso . Considerando-se como base de cálculo 1 Kg de carvão e que todo o carbono desse carvão se transformou em CO2 , calcule : A) o número de mols de : (a) oxigênio teórico ; (b) oxigênio real ; (c) ar real ; (d) oxigênio nos fumos ; (e) nitrogênio nos fumos 
B) a massa de água nos fumos .
Resolução : BC = 1 kg ; % Ar em Excesso = 68%
1) Cálculos Preliminares :
	
	C
	H2
	O2,combustível
	N2
	H2O,umidade
	Cinzas
	%
	79,2
	4
	6,4
	5,6
	zero
	4,8
	Massa
	792 g
	40 g
	64 g
	56 g
	zero
	48 g
	Massa Molar
	12 g / mol
	2 g / mol
	32 g / mol
	28 g / mol
	18 g / mol
	-
	N
	66 mol
	20 mol
	2 mol
	2 mol
	
	-
2) Cálculos Estequiométricos :
	C
	+
	O2
	(
	CO2
	1 mol
	
	1 mol
	
	1mol
	66 mol
	
	x
	
	y
	
	
	
	
	
	
	
	x = 66 mol de O2
	
	y = 66 mol de CO2
	H2
	+
	½ O2
	(
	H2O
	1 mol
	
	1/2 mol
	
	1mol
	20 mol
	
	x
	
	y
	
	
	
	
	
	
	
	x = 10 mol de O2
	
	y = 20 mol de H2O
3) Balanço Material :
	
 Combustível
	
	
	 CO2
	 (1 Kg de carvão)
	Câmara
	
	 H2O (vapor)
	
	de
	Fumos
	 O2
	 Comburente 
	Combustão
	
	 N2
	 (Ar)
	
	
	
a) Oxigênio Estequiométrico = 66 mol + 10 mol = 76 mol
b) Oxigênio do Combustível = 2 mol
c) Oxigênio Teórico = 76 - 2 = 74 mol ( Resp Aa )
d) Oxigênio Excesso = 0,68 . 74 = 50,32 mol
e) Oxigênio Real = 74 + 50,32 = 124,32 mol ( Resp Ab )
f) Oxigênio nos Fumos = (124,32 + 2) - 76 = 50,32 mol ( Resp Ad )
g) Oxigênio Consumido = 76 mol
h) Oxigênio subtraído do meio ambiente = 74 mol
Outros Cálculos :
a).Nitrogênio Real = (79/21) . 124,32 = 467,68 mol
b) Nitrogênio nos fumos = Nitrogênio Real + Nitrogênio do combustível
 Nitrogênio nos fumos = 467,68 + 2 = 469,68 mol ( Resp Ae )
c) Ar Real = (100/21) . 124,32 = 592,0 mol ( Resp Ac )
d) Água nos Produtos da combustão
H2O (fumos) = H2O (combustão) + H2O (combustível) 
H2O (fumos) = 20 + zero = 20 mol 
m H2O = n . M = 20 . 18 = 360 g (Resp B) 
Exercício 2 
Um carvão mineral possui a seguinte composição percentual em peso : carbono = 84,0% ; hidrogênio = 3,0% ; oxigênio = 6,4% ; nitrogênio = 2,8% ; umidade = 1,8% e cinzas = 2,0% .
São empregados 50% de ar em excesso . Considerando-se como base de cálculo 1 Kg de carvão e que todo o carbono desse carvão se transformou em CO2 , calcule : A) o número de mols de : (a) oxigênio teórico ; (b) oxigênio real ; (c) ar real ; (d) oxigênio nos fumos ; (e) nitrogênio nos fumos 
B) a massa de água nos fumos .
C) Composição dos fumos na base úmida e seca .
Exercício 3
Uma caminhonete movida a Óleo Diesel ( admitir : C18H38 ; d = 0,84 g / cm3 ) utiliza na queima 26% de ar em excesso . Calcular :
A) a quantidade de mols de oxigênio subtraído do meio ambiente por litro de Óleo Diesel queimado admitindo que na combustão do Óleo Diesel todo o Carbono se transformou em CO2 . 
B) a composição dos Fumos na Base Úmida e Seca admitindo que na combustão do Óleo Diesel todo o Carbono se transformou em CO2 .
Exercício 4
Um combustível (mistura gasosa combustível ) possui a seguinte composição percentual em volume : monóxido de carbono (CO) = 20,0% ; hidrogênio (H2) = 20,0% ; Eteno ( C2H4) = 20,0% ; Propano ( C3H8) = 10,0% ; oxigênio (O2) = 20,0% ; nitrogênio (N2) = 10,0% é queimado com 20,0% de ar em excesso (em volume) . Calcular :
A) o volume de oxigênio subtraído do meio ambiente a 27ºC e 760 mmHg por 100 mol de combustível (mistura gasosa combustível ) queimado admitindo que na combustão todo o Carbono se transformou em CO2 .
B) a porcentagem em volume de Água nos Fumos admitindo que na combustão todo o Carbono se transformou em CO2 .
C) a menor temperatura que os fumos devem ter ao sair através do escapamento para evitar que o vapor de água dos fumos se condense dentro dos condutos de escape dos gases , à pressão de 760 mmHg .
Dados para a resolução dos exercícios :
a) Massas Atômicas : H = 1 ; C = 12 ; N = 14 ; O = 16
b) Pressões Máxima de Vapor da água
	t(ºC)
	5
	25
	30
	35
	40
	45
	50
	55
	60
	65
	70
	75
	80
	P(mmHg)
	6,5
	23,8
	31,8
	42,2
	55,3
	71,9
	92,5
	118,0
	149,4
	187,5
	233,7
	289,1
	355,1
 c) Constante de Clapeyron R = 0,082 atm . L / mol . K = 62,3 mmHg . L / mol . K
U N I V E R S I D A D E S A N T A C E C Í L I A
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