Question

Un volumen de 12 litros de butano se queman con oxigeno y se produce dioxido de carbono y agua. Calcular el volumen en condiciones normales y la masa de
dioxido de carbono que se desprende.

Answer 1

La reacción en consideración es la siguiente:

2C₄H₁₀ + 13O₂ --------> 8CO₂ + 10H₂O

Según la estequiometría de la reacción, 2 moles de butano (C₄H₁₀) reaccionan con el oxígeno para producir 8 moles de dióxido de carbono (CO₂)

Inicialmente, se dispone de 12 L de gas butano, que a partir de la ecuación de los gases ideales, es posible conocer la equivalencia en moles:

PV = RnT 

Siendo P(atm) la presión del sistema, V(L) el volumen que ocupa dicho gas, T(K) la temperatura del sistema, R(0,082 Lamt/molK) la constante de los gases ideales y n (mol) el número de moles del gas ideal.

Dado que se tratan de condiciones normales, la presión del sistema es la atmosférica (1 atm) y la temperatura es de 273K

Por lo tanto, el número de moles de butano es:

$n = \frac{PV}{RT} = \frac{1 atm.2 L}{0,082Latm/molK. 273K}$  = 0,089  moles

Según la estequiometría de la reacción

2 moles C₄H₁₀ ------------> 8 moles CO₂
0,089 moles C₄H₁₀ ------------>    x

x = 0,089*8/2 = 0,356 moles de CO₂

Por lo tanto se producen 0,356 moles de CO₂

Aplicando la ecuación de los gases ideales, se puede conocer qué volumen ocupan tales moles de CO₂:

$V = \frac{RnT}{P} = \frac{0,082 Latm/molK . 0,356 moles. 273K}{1 atm}$ = 7,96 L

A partir de la masa molecular del CO₂ (44 g/mol) se puede conocer la equivalencia en masa:

masa = moles* masa molecular = 0,356 mol*44 g/mol = 15,66 g