O Carbeto de cálcio, CaC , reage com água para formar hidróxido de cálcio e o gás inflamável etino (acetileno). Essa reação já foi usada para lâmpadas de bicicletas, porque os reagente são facilmente transportados. (b) que massa de etino pode ser produzida? Que massa de reagente permanece em excesso, depois que a reação se completa? Imagine que o carbeto de cálcio é puro e que todo etino produzido é coletado. A reação química é :
CaC2(s)+2 H2 O(l) Ca(OH)2(aq)+C2 H2(g)

Passo 1

Vamos resumir o problema: Temos uma reação química onde o carbeto de cálcio ( ) reage com água ( ) para formar hidróxido de cálcio ( ) e etino ( ). Queremos descobrir qual a massa de etino que pode ser produzida e quanto de carbeto de cálcio sobra depois que a reação termina. Para isso, vamos usar a estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para a equação química balanceada da reação:
CaC2(s) + 2,H2O(l) Ca(OH)2(aq) + C2H2(g)
Isso significa que 1 mol de reage com 2 mols de para produzir 1 mol de e 1 mol de . Essa relação molar será fundamental para os nossos cálculos.

Passo 3

Agora, vamos calcular as massas molares dos compostos envolvidos:
  • Massa molar de :
    • Cálcio (Ca): aproximadamente 40,08 g/mol
    • Carbono ©: 12,01 g/mol × 2 = 24,02 g/mol
    • Total: 40,08 + 24,02 = 64,10 g/mol
  • Massa molar de :
    • Carbono ©: 12,01 g/mol × 2 = 24,02 g/mol
    • Hidrogênio (H): 1,008 g/mol × 2 = 2,016 g/mol
    • Total: 24,02 + 2,016 = 26,036 g/mol

Passo 4

Vamos supor que começamos com uma massa conhecida de nCaC2 = m64,10, g/mol. Para facilitar, vamos chamar essa massa de gramas. Primeiro, precisamos converter essa massa para mols usando a massa molar:
Isso nos dá o número de mols de que temos inicialmente.

Passo 5

Pela equação balanceada, sabemos que 1 mol de nC2H2 = nCaC2 = m64,10, g/mol produz 1 mol de . Portanto, o número de mols de etino produzido será igual ao número de mols de que reagiram:

Passo 6

Agora, para encontrar a massa de etino produzida, multiplicamos o número de mols de mC2H2 = nC2H2 times 26,036, g/mol = m64,10times 26,036, g pela sua massa molar:

Passo 7

Após a reação, precisamos verificar se algum reagente sobrou. Pela equação balanceada, 1 mol de reage com 2 mols de . Se começarmos com excesso de água, todo o será consumido e não sobrará nenhum. Porém, se a quantidade de água não for suficiente, então parte do poderá ficar em excesso. Como o enunciado não especifica a quantidade de água, vamos assumir que há água suficiente para reagir com todo o , ou seja, não haverá excesso de .

Resposta

A massa de etino ( mC2H2 = m64,10times 26,036, g) produzida é dada por:
onde é a massa inicial de carbeto de cálcio ( ). Após a reação, não resta massa de em excesso, assumindo que a água foi suficiente para reagir com todo o .

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