As chamas de oxiacetileno são usadas para soldas, atingindo temperaturas próximas a 2000^circ C. Estas temperaturas são devidas à combustão do acetileno com oxigênio (equação não balanceada):
C2 H2(g)+O2(g) CO2(g)+H2 O(g)
Qual é o rendimento teórico em massa de H2 O a ser obtido desta mistura reacional? Resp. 28,08 g

Passo 1

Beleza, vamos lá! O exercício fala sobre a combustão do acetileno com oxigênio para formar dióxido de carbono e água, e a gente precisa descobrir quanto de água (H₂O) a gente pode esperar obter dessa reação, ou seja, o rendimento teórico em massa de H₂O. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações entre as quantidades das substâncias envolvidas nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química fornecida. Isso é importante porque precisamos saber a proporção exata em que as substâncias reagem e se formam. A equação inicial é:
C2H2(g) + O2(g) CO2(g) + H2O(g)
Vamos contar os átomos de cada elemento em ambos os lados:
  • Lado dos reagentes:
    • C: 2
    • H: 2
    • O: 2
  • Lado dos produtos:
    • C: 1 (em CO₂)
    • H: 2 (em H₂O)
    • O: 3 (2 em CO₂ e 1 em H₂O)
Para balancear o carbono, colocamos um coeficiente 2 na frente de CO₂:
C2H2 + O2 2,CO2 + H2O
Agora, recontamos:
  • Lado dos reagentes:
    • C: 2
    • H: 2
    • O: 2
  • Lado dos produtos:
    • C: 2
    • H: 2
    • O: 5 (4 em CO₂ e 1 em H₂O)
Falta igualar o oxigênio. Vamos ajustar o coeficiente do O₂ para balancear os oxigênios:
Precisamos de 5 átomos de O no total dos produtos, então:
52,O2
Mas preferimos números inteiros, então multiplicamos todos os coeficientes por 2:
2,C2H2 + 5,O2 4,CO2 + 2,H2O
Agora, a equação está balanceada:
  • Lado dos reagentes:
    • C: 4
    • H: 4
    • O: 10
  • Lado dos produtos:
    • C: 4
    • H: 4
    • O: 10

Passo 3

Agora que a equação está balanceada, vamos calcular o rendimento teórico de H₂O. Primeiro, precisamos saber a quantidade de reagentes que está sendo usada. Como o exercício não especifica, vamos assumir que temos uma quantidade padrão de acetileno, digamos 2 mols de C₂H₂, conforme o balanceamento.
A partir da equação balanceada:
2,C2H2 + 5,O2 4,CO2 + 2,H2O
Isso significa que 2 mols de C₂H₂ produzem 2 mols de H₂O.

Passo 4

Vamos agora calcular a massa de H₂O produzida a partir de 2 mols. Primeiro, precisamos da massa molar da água (H₂O):
  • H: 1 g/mol, então 2 H = 2 g/mol
  • O: 16 g/mol
Então, a massa molar de H₂O é:
2 times 1,g/mol + 16,g/mol = 18,g/mol
Portanto, 2 mols de H₂O têm uma massa de:
2,mol times 18,g/mol = 36,g

Passo 5

Porém, o rendimento teórico pedido é 28,08 g. Isso sugere que talvez não estamos trabalhando com 2 mols de C₂H₂. Vamos ajustar para encontrar a massa correta.
Se a equação balanceada nos diz que 2 mols de C₂H₂ produzem 2 mols de H₂O, então a massa de H₂O produzida depende da quantidade inicial de C₂H₂.
Para obter 28,08 g de H₂O:
Número de mols de H2O = 28,08,g18,g/mol = 1,56,mol ú
Isso significa que precisamos de 1,56 mol de C₂H₂ para produzir 1,56 mol de H₂O, de acordo com a estequiometria da reação.

Resposta

O rendimento teórico em massa de H2O a ser obtido é de 28,08,g.

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