Quando 24,0 g de metano ( CH4 ) são queimados com 96,0 g de gás oxigênio (O2), obtêm-se 66,0 g de gás carbônico (CO2) e 54,0 g de água (H2 O). Determine a massa de gás carbônico que será formada pela queima de 300 g de metano. Dados: MM(C)=12,011 u, MM(H)=1,00784 u e MM(O)=15,999 u.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química sobre a queima do metano ( CH4). O que a gente precisa fazer aqui é calcular a quantidade de gás carbônico ( CO2) que se forma quando queimamos 300 g de metano. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é basicamente a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos nas reações químicas. Vamos precisar também calcular as massas molares dos compostos envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química balanceada para a queima do metano. A queima completa do metano emoxigênio forma dióxido de carbono e água. A equação balanceada fica assim:
CH4 + 2,O2 CO2 + 2,H2O
Isso significa que 1 mol de metano reage com 2 mols de oxigênio para produzir 1 mol de dióxido de carbono e 2 mols de água.

Passo 3

Agora, vamos calcular a massa molar do metano ( CH4). A massa molar é a massa de um mol de uma substância e é calculada somando as massas atômicas dos elementos que a compõem.
MMCH4 = MMC + 4 times MMH = 12,011,u + 4 times 1,00784,u = 16,043,u
Então, a massa molar do metano é aproximadamente 16,043,g/mol.

Passo 4

Vamos calcular a quantidade de mols de metano que temos em 300 g.
Mols de CH4 = 300,g16,043,g/mol approx 18,72,mol

Passo 5

Pela equação balanceada, vemos que 1 mol de CH4 produz 1 mol de CO2. Então, 18,72 mol de CH4 vão produzir também 18,72 mol de CO2.
Agora, vamos calcular a massa do CO2 formado. Primeiro, calculamos a massa molar do CO2:
MMCO2 = MMC + 2 times MMO = 12,011,u + 2 times 15,999,u = 44,009,u
Então, a massa de CO2 formada será:
Massa de CO2 = 18,72,mol times 44,009,g/mol approx 823,94,g

Resposta

Ao queimar 300 g de metano, serão formados aproximadamente 824 g de gás carbônico ( CO2).

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