Prefeitura de Americana 2023
Considere a seguinte reação química, não-balanceada.
C2H6O + O2 ➝ CO2 + H2O
Para a reação descrita, 3,0 g de C2H6O foi adicionado a um ambiente contendo 100,0 g de oxigênio. A massa (g) de CO2 produzida será, aproximadamente, de:
Dados de massas molares: C = 12 g/mol, H = 1 g/mol e O = 16 g/mol.
91,7
5,7
2,8
4,6
9,2
Resolução
1. Balanceamento da reação
Para a combustão completa do etanol (C2H6O):
\[\text{C}_{2}\text{H}_{6}\text{O} + 3\,\text{O}_{2} \;\longrightarrow\; 2\,\text{CO}_{2} + 3\,\text{H}_{2}\text{O}\]
2. Determinar o reagente limitante
- Massa molar do etanol: \(M_{\text{C}_{2}\text{H}_{6}\text{O}} = 2(12) + 6(1) + 16 = 46\,\text{g mol}^{-1}\)
- Massa molar do oxigênio: \(M_{\text{O}_{2}} = 32\,\text{g mol}^{-1}\)
Número de mols disponíveis:
\[n_{\text{C}_{2}\text{H}_{6}\text{O}} = \frac{3{,}0}{46} \approx 0{,}0652\,\text{mol}\]
\[n_{\text{O}_{2}} = \frac{100{,}0}{32} \approx 3{,}125\,\text{mol}\]
Pela estequiometria, cada mol de etanol exige 3 mol de O2:
\[0{,}0652\,\text{mol C}_{2}\text{H}_{6}\text{O} \times 3 = 0{,}196\,\text{mol O}_{2}\]
Como há 3,125 mol de O2 (muito maior que 0,196 mol), o etanol é o reagente limitante.
3. Cálculo da quantidade de CO2 formada
Pela equação balanceada, 1 mol de etanol gera 2 mol de CO2. Logo:
\[n_{\text{CO}_{2}} = 0{,}0652\,\text{mol} \times 2 = 0{,}1304\,\text{mol}\]
Massa molar do CO2: 44 g mol–1
\[m_{\text{CO}_{2}} = 0{,}1304\,\text{mol} \times 44\,\text{g mol}^{-1} \approx 5{,}7\,\text{g}\]
Resposta: aproximadamente 5,7 g ⇒ alternativa B.
Dicas
Erros Comuns
Reagente limitante: é o reagente consumido primeiro, determinando a quantidade máxima de produto.
Estequiometria: usa as proporções molares da equação química balanceada para relacionar quantidades de reagentes e produtos.
Passos-chave
- Balancear a equação.
- Converter massas em mols.
- Comparar a razão disponível/necessária para achar o limitante.
- Usar a proporção molar para calcular mols de produto.
- Converter mols de produto em massa.
