Quando
de carbono é queimado em um recipiente fechado com
de
, 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 (
) são formados quando queimamos uma certa quantidade de carbono (
) com oxigênio (
). 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:
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 (
): - Oxigênio (
):
Precisamos converter os gramas de oxigênio para mols para facilitar os cálculos. Para isso, usamos a massa molar do
.
Então, o número de mols de
é:
Passo 4
Agora, vamos usar a estequiometria da reação para encontrar quantos mols de
podem ser formados. Pela equação balanceada, a relação é 1:1 entre
e
.
Temos:
-
disponível: -
disponível:
O reagente limitante é aquele que vai se esgotar primeiro, determinando a quantidade máxima de produto formado. Vamos ver qual reagente vai acabar.
Para
de
, precisamos de
de
. Como temos
de
, mais que o necessário, o carbono (
) é o reagente limitante.
Passo 5
Agora que sabemos que o
limita a reação, podemos calcular os mols de
formados:
Para converter isso em gramas, usamos a massa molar do
:
Então,
Passo 6
Agora, vamos descobrir quanto de
está em excesso e quanto dele sobra após a reação. Sabemos que usamos
de
para reagir com o carbono, mas tínhamos inicialmente
.
Então, o excesso de
é:
Convertendo isso para gramas:
Resposta
Podemos formar 4,40 gramas de dióxido de carbono (
). O oxigênio (
) está em excesso, sobrando 4,80 gramas após a reação.
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