Calcule a porcentagem de mudança do volume para as reações abaixo, nas condições de pressão e temperatura constantes.
Conversão de
de hidróxido de sódio em uma saponificação em fase líquida e acetato etílico. A alimentação é equimolar. (0)
Conversão de
Passo 1
Beleza, vamos lá! O exercício pede para calcular a porcentagem de mudança no volume de uma reação de saponificação, onde 50% do hidróxido de sódio é convertido em acetato etílico, sob condições de pressão e temperatura constantes. Isso está dentro da área de Engenharia Química, mais especificamente no estudo de balanços de matéria e propriedades de reações químicas. Para resolver, vamos precisar entender a estequiometria da reação, calcular os mols dos reagentes e produtos e, finalmente, determinar como isso afeta o volume total da mistura.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação de saponificação entre hidróxido de sódio (NaOH) e acetato etílico (CH₃COOCH₂CH₃). A saponificação geralmente segue a seguinte forma:
Aqui, uma molécula de acetato etílico reage com uma molécula de hidróxido de sódio para formar acetato de sódio e etanol.
Passo 3
Sabemos que a alimentação é equimolar, ou seja, a quantidade de acetato etílico é igual à quantidade de hidróxido de sódio. Vamos supor que temos 1 mol de cada reagente inicialmente.
Com 50% de conversão de NaOH, significa que metade dos mols de NaOH reage. Então, 0,5 mol de NaOH será consumido na reação.
Passo 4
Com 0,5 mol de NaOH reagido, de acordo com a estequiometria da reação, também serão formados 0,5 mol de CH₃COONa e 0,5 mol de CH₃CH₂OH. Além disso, 0,5 mol de acetato etílico (CH₃COOCH₂CH₃) será consumido.
Vamos resumir os mols após a reação:
- NaOH: 1 mol inicial - 0,5 mol reagido = 0,5 mol restante
- CH₃COOCH₂CH₃: 1 mol inicial - 0,5 mol reagido = 0,5 mol restante
- CH₃COONa: 0 + 0,5 mol formado = 0,5 mol
- CH₃CH₂OH: 0 + 0,5 mol formado = 0,5 mol
Passo 5
Agora, vamos calcular o volume total antes e após a reação. Para isso, precisamos conhecer os volumes molares dos componentes, mas como estamos em fase líquida e considerando que os volumes molares são aproximadamente constantes, podemos simplificar e considerar que o volume total é proporcional ao número total de mols.
Antes da reação: 1 mol de NaOH + 1 mol de CH₃COOCH₂CH₃ = 2 mols
Após a reação: 0,5 mol de NaOH + 0,5 mol de CH₃COOCH₂CH₃ + 0,5 mol de CH₃COONa + 0,5 mol de CH₃CH₂OH = 2 mols
Passo 6
Observamos que o número total de mols antes e após a reação é o mesmo (2 mols). Portanto, não há mudança no volume total da mistura.
Resposta
A porcentagem de mudança de volume é de 0%.
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.
a reação é elementar e