O propano, um dos componentes do gás liquefeito de petró- leo (GLP), é um hidrocarboneto que nas condições ambiente apresenta-se como um gás incolor,...

Alternativa E - 5, 3 e alcano.

Introdução

A questão aborda um tema fundamental da química: a combustão de hidrocarbonetos e a estequiometria das reações químicas. Especificamente, trata-se da combustão completa do propano (C3H8), um alcano comum presente no gás liquefeito de petróleo (GLP). Para resolver a questão, é necessário balancear a equação química fornecida e classificar o hidrocarboneto de acordo com sua fórmula molecular.

Desenvolvimento

A combustão completa de um hidrocarboneto sempre produz gás carbônico (CO2) e água (H2O), liberando energia na forma de calor. O processo de balanceamento de uma equação química segue a Lei de Conservação das Massas (ou Lei de Lavoisier), que afirma que a massa dos reagentes deve ser igual à massa dos produtos, implicando que o número de átomos de cada elemento deve ser o mesmo em ambos os lados da equação.

Os hidrocarbonetos são compostos orgânicos formados exclusivamente por átomos de carbono e hidrogênio. Eles são classificados com base no tipo de ligação entre os átomos de carbono:

• Alcanos: Possuem apenas ligações simples carbono-carbono. Sua fórmula geral é CnH2n+2.
• Alcenos: Possuem pelo menos uma ligação dupla carbono-carbono. Sua fórmula geral com uma ligação dupla é CnH2n.
• Alcinos: Possuem pelo menos uma ligação tripla carbono-carbono. Sua fórmula geral com uma ligação tripla é CnH2n-2.

Análise

Vamos balancear a equação e classificar o hidrocarboneto:

A equação fornecida é: 1C3H8 (g) + xO2 (g) → yCO2 (g) + 4H2O (g) + calor

1. Balanceamento dos átomos de Carbono (C):

   • No lado esquerdo (reagentes), temos 1 × 3 = 3 átomos de carbono no C3H8.
   • No lado direito (produtos), temos y × 1 = y átomos de carbono no CO2.
   • Para balancear o carbono, y deve ser igual a 3.
   • Equação parcial: 1C3H8 (g) + xO2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g) + calor

2. Balanceamento dos átomos de Hidrogênio (H):

   • No lado esquerdo, temos 1 × 8 = 8 átomos de hidrogênio no C3H8.
   • No lado direito, temos 4 × 2 = 8 átomos de hidrogênio no H2O.
   • O hidrogênio já está balanceado com os coeficientes atuais, o que confirma nosso valor para y.

3. Balanceamento dos átomos de Oxigênio (O):

   • No lado direito (produtos), a quantidade total de oxigênio é:
     • No CO2: 3 × 2 = 6 átomos de oxigênio.
     • No H2O: 4 × 1 = 4 átomos de oxigênio.
     • Total de oxigênio nos produtos = 6 + 4 = 10 átomos.
   • No lado esquerdo (reagentes), temos x × 2 = 2x átomos de oxigênio no O2.
   • Para balancear o oxigênio, 2x deve ser igual a 10.
   • Portanto, x = 10 ÷ 2 = 5.
   • A equação balanceada é: 1C3H8 (g) + 5O2 (g) → 3CO2 (g) + 4H2O (g) + calor

   Os valores dos coeficientes estequiométricos são x = 5 e y = 3.

4. Classificação do hidrocarboneto (C3H8):

   • A fórmula molecular do hidrocarboneto é C3H8.
   • Vamos comparar com as fórmulas gerais:
     • Alcano: CnH2n+2. Para n = 3, C3H(2×3)+2 = C3H6+2 = C3H8. Isso corresponde.
     • Alceno: CnH2n. Para n = 3, C3H(2×3) = C3H6. Isso não corresponde.
     • Alcino: CnH2n-2. Para n = 3, C3H(2×3)-2 = C3H6-2 = C3H4. Isso não corresponde.
   • Portanto, C3H8 é um alcano.

A alternativa correta deve apresentar 5 para x, 3 para y e "alcano" para a classificação.

Vamos analisar as alternativas:

| Alternativa | x | y | Classificação | Análise | | :---------- | :- | :- | :------------ | :------ | | (A) | 5 | 2 | alcano | Incorreta (y está errado) | | (B) | 2 | 3 | alceno | Incorreta (x e classificação estão errados) | | (C) | 5 | 4 | alcano | Incorreta (y está errado) | | (D) | 4 | 5 | alceno | Incorreta (x, y e classificação estão errados) | | (E) | 5 | 3 | alcano | Correta |

Conclusão

A partir do balanceamento da equação química da combustão do propano, determinamos que os coeficientes estequiométricos x e y são 5 e 3, respectivamente. Adicionalmente, pela análise da fórmula molecular C3H8, confirmamos que se trata de um alcano, pois se encaixa na fórmula geral CnH2n+2. Assim, a alternativa que apresenta corretamente todos esses elementos é a (E).

Alternativa E.