Num combustor injetam-se 100 mols de metano e 50 mols de oxigênio. Qual o grau de avanço (extensão) do sistema quando tiverem sido consumidos 10 mols de oxigênio? Qual a composição do sistema reacional nesta etapa? (R:
mols;
;
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente está lidando com estequiometria de combustão, que é uma parte da química que estuda as relações entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química. Aqui, a gente tem metano (CH₄) e oxigênio (O₂) sendo injetados num combustor, e precisamos descobrir até onde a reação avançou depois que 10 mols de oxigênio foram consumidos. Vamos precisar usar a equação balanceada da combustão do metano e entender como calcular o grau de avanço e a composição do sistema nessa etapa.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da combustão completa do metano:
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 o grau de avanço (λ) da reação. O grau de avanço nos diz quantas vezes a reação completa ocorreu com base na quantidade de reagente consumido. A fórmula para calcular λ quando conhecemos a quantidade de oxigênio consumido é:
Da equação balanceada, sabemos que para cada 1 mol de CH₄, precisamos de 2 mols de O₂. Então, a estequiometria nos diz que 2 mols de O₂ são necessários para cada mol de CH₄.
Passo 4
Sabemos que foram consumidos 10 mols de O₂. Usando a fórmula do grau de avanço:
Então, o grau de avanço é λ = 5,00 mols.
Passo 5
Agora, vamos encontrar a composição do sistema reacional após esse avanço. Começamos com 100 mols de CH₄ e 50 mols de O₂. Através da reação, cada mol de CH₄ consome 2 mols de O₂.
Quantidade de CH₄ consumida:
Quantidade de O₂ consumida:
Portanto, após a reação:
- CH₄ restante: 100 - 5 = 95 mols
- O₂ restante: 50 - 10 = 40 mols
- CO₂ formado: 1 × λ = 5,00 mols
- H₂O formado: 2 × λ = 10,00 mols
Passo 6
Agora, vamos calcular a composição molar do sistema. Primeiro, somamos todas as quantidades de mols presentes:
Agora, calculamos as frações molares de cada componente:
Resposta
O grau de avanço da reação é
mols. A composição do sistema reacional nessa etapa é:
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. Calcule a constante de equilíbrio da isomerização e interprete. Quando se parte de uma concentração 1 molar de cis-2-penteno (admitindo-se que as atividades sejam iguais às concentrações molares), calcule as concentrações no equilíbrio.
:
; [trans] = 0,751 M; [cis] = 0,249 M.
Calcule o pH das seguintes soluções de sais, justifique com os cálculos:
c)
(Dados: )
c)
(Dados:
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de
. Um equilíbrio entre
(g) e F (g) é estabelecido. Sabendo-se que
:
Considerando comportamento de gás ideal, calcule o número de mols de cada gás no equilíbrio. A pressão total no equilíbrio é igual a 2,07 bar. Calcule também
e
: 0,05796, 0,00408,
.
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d) (P.M.
) em 450 mL de água
(Dados: )
d)
(Dados: