O oxigênio representa aproximadamente 20% (em volume) do ar atmosférico em relação aos outros gases presentes na mistura. Quando o oxigênio e o monóxido de carbono se encontram, ocorre a seguinte reação química. CO (g) + ½ O2 (g) → CO2 (g) Nessa situação, considerando que todos os gases estejam submetidos à mesma pressão e temperatura, o volume de ar necessário para a combustão completa de 20 L de monóxido de carbono é
- A)5 L.
Errada, porque 5 L de ar forneceriam apenas 1 L de O2, insuficiente para reagir com 20 L de CO.
- B)0,0002 L.
Errada, porque esse volume é praticamente nulo e não corresponde à proporção estequiométrica da reação.
- C)50 L.
Certa, porque 20 L de CO exigem 10 L de O2 e, como o ar tem 20% de O2, isso corresponde a 50 L de ar.
- D)20 L.
Errada, porque 20 L de ar contêm só 4 L de O2, abaixo do necessário para a combustão completa.
- E)0,0005 L.
Errada, porque esse valor é muito pequeno e não condiz com a fração de oxigênio presente no ar.
Gabarito: C
Aqui a ideia central é usar a proporção da equação química e a informação de que, nas mesmas condições de temperatura e pressão, volumes de gases se relacionam com os coeficientes da reação. Como o enunciado diz que todos os gases estão sob a mesma pressão e temperatura, você pode pensar diretamente em litros, sem precisar fazer conta de massa ou mol. Isso é o tipo de atalho elegante que a Química adora cobrar em prova. Na reação CO(g) + 1/2 O2(g) -> CO2(g), 1 volume de monóxido de carbono reage com 1/2 volume de oxigênio. Então, para 20 L de CO, são necessários 10 L de O2. Até aqui, simples e sem drama. Agora vem o detalhe mais cobrado: o oxigênio não é o ar inteiro, mas cerca de 20% do volume do ar atmosférico. Se 10 L representam 20% do ar, então o volume total de ar precisa ser 50 L. É só fazer a regra de três: 10/0,2 = 50. Por isso, o gabarito C está correto. A questão mistura estequiometria com composição do ar, e o segredo é enxergar que você não quer apenas o volume de O2, mas o volume total de ar que fornece esse oxigênio.