Quando 0,100 mol de carbono é queimado em um recipiente fechado com 8,00 g de O2, quantos gramas de dióxido de carbono podem ser formados? Qual reagente está em excesso e quantos gramas dele permanecem após a reação se completar?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente vai trabalhar com estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações entre as quantidades das substâncias envolvidas nas reações. Precisamos calcular quantos gramas de dióxido de carbono ( CO2) são formados quando queimamos uma certa quantidade de carbono ( C) com oxigênio ( O2). Também vamos descobrir qual dos reagentes está sobrando após a reação.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química balanceada da combustão do carbono. A combustão é uma reação com o oxigênio formando dióxido de carbono. A equação balanceada é:
C + O2 CO2
Isso significa que 1 mol de carbono reage com 1 mol de oxigênio para formar 1 mol de dióxido de carbono.

Passo 3

Agora, vamos identificar as quantidades dadas no problema:
  • Carbono ( C): 0,100 mol
  • Oxigênio ( O2): 8,00 g
Precisamos converter os gramas de oxigênio para mols para facilitar os cálculos. Para isso, usamos a massa molar do O2.
Massa molar do O2 = 2 times 16,00 g/mol = 32,00 g/mol
Então, o número de mols de O2 é:
Mols de O2 = 8,00 g32,00 g/mol = 0,250 mol

Passo 4

Agora, vamos usar a estequiometria da reação para encontrar quantos mols de CO2 podem ser formados. Pela equação balanceada, a relação é 1:1 entre C e O2.
Temos:
  • C disponível: 0,100 mol
  • O2 disponível: 0,250 mol
O reagente limitante é aquele que vai se esgotar primeiro, determinando a quantidade máxima de produto formado. Vamos ver qual reagente vai acabar.
Para 0,100 mol de C, precisamos de 0,100 mol de O2. Como temos 0,250 mol de O2, mais que o necessário, o carbono ( C) é o reagente limitante.

Passo 5

Agora que sabemos que o C limita a reação, podemos calcular os mols de CO2 formados:
Mols de CO2 = 0,100 mol ( C )
Para converter isso em gramas, usamos a massa molar do CO2:
Massa molar do CO2 = 12,01 g/mol + 2 times 16,00 g/mol = 44,01 g/mol
Então,
Massa de CO2 = 0,100 mol times 44,01 g/mol = 4,40 g

Passo 6

Agora, vamos descobrir quanto de O2 está em excesso e quanto dele sobra após a reação. Sabemos que usamos 0,100 mol de O2 para reagir com o carbono, mas tínhamos inicialmente 0,250 mol.
Então, o excesso de O2 é:
Excesso de O2 = 0,250 mol - 0,100 mol = 0,150 mol
Convertendo isso para gramas:
Massa de O2 em excesso = 0,150 mol times 32,00 g/mol = 4,80 g

Resposta

Podemos formar 4,40 gramas de dióxido de carbono ( CO2). O oxigênio ( O2) está em excesso, sobrando 4,80 gramas após a reação.

Exercícios relacionados

Quais os fatores que influenciam a eletronegatividade de um átomo? Interprete as variações observadas nos períodos e nos grupos da tabela periódica.
Para cada um dos seguintes pares de átomos, estabeleça qual deveria ter a maior afinidade eletrônica e explique por que: © F e Ne
Quando 56,6 g de cálcio e 30,5 g de gás nitrogênio (N2) sofrem uma reação que tem 93,0 % de rendimento, qual a massa de nitreto de cálcio (Ca3 N2) formada?
Explique a existência dos seguintes íons: (d) Sn^4+ e Sn^2+