Ethane, C2 H6, burns in oxygen.
(a) What are the products of the reaction?
(b) Write the balanced equation for the reaction.
© What mass of O2, in grams, is required for complete combustion of 13.6 of ethane?
(d) What is the total mass of products expected from the combustion of 13.6 g of ethane?

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que está sendo pedido. Temos etano ( C2H6) queimando com oxigênio ( O2). Vamos abordar as quatro partes da questão:
  1. Identificar os produtos da reação.
  2. Escrever a equação balanceada da reação.
  3. Calcular a massa de O2 necessária para queimar completamente 13,6 g de etano.
  4. Determinar a massa total dos produtos resultantes dessa combustão.
Para resolver isso, vamos precisar de conhecimentos sobre reações de combustão, balanceamento de equações químicas e cálculos estequiométricos.

Passo 2

(a) Produtos da reação:
Quando hidrocarbonetos como o etano queimam em oxigênio, eles produzem dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). Essa é a combustão completa, onde todo o carbono vira CO2 e todo o hidrogênio vira H2O.

Passo 3

(b) Escrevendo a equação balanceada:
Vamos montar a equação com etano e oxigênio formando dióxido de carbono e água:
C2H6 + O2 CO2 + H2O
Agora, precisamos balancear os átomos de cada elemento em ambos os lados da equação:
  • Carbono: 2 átomos no etano e 1 em cada CO2, então colocamos 2 CO2.
  • Hidrogênio: 6 no etano e 2 em cada água, então precisamos de 3 H2O.
  • Oxigênio: Agora, temos 2x2 = 4 átomos de oxigênio nas CO2 e 3x1 = 3 nas H2O, totalizando 7. Portanto, precisamos de 7/2 O2.
Para evitar frações, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
2,C2H6 + 7,O2 4,CO2 + 6,H2O

Passo 4

© Calculando a massa de O2 necessária:
Primeiro, vamos encontrar a massa molar do etano:
C2H6: (2 times 12,01) + (6 times 1,008) = 24,02 + 6,048 = 30,068,g/mol
Agora, calculamos quantos mols estão em 13,6 g de etano:
Mols de C2H6 = 13,6,g30,068,g/mol approx 0,452,mol
Da equação balanceada, vemos que para cada 2 mols de etano, são necessários 7 mols de O2. Então, proporcionalmente:
Mols de O2 = 0,452,mol times 72 approx 1,582,mol
Agora, a massa molar do O2 é:
O2: 2 times 16,00 = 32,00,g/mol
Então, a massa de O2 necessária é:
1,582,mol times 32,00,g/mol approx 50,63,g

Passo 5

(d) Calculando a massa total dos produtos:
Sabemos que 2 mols de etano produzem 4 mols de CO2 e 6 mols de H2O. Vamos calcular a partir de 0,452 mol de etano:
  • Mols de CO2:
0,452,mol times 42 = 0,904,mol
  • Mols de H2O:
0,452,mol times 62 = 1,356,mol
Agora, calculamos a massa de cada produto:
  • Massa de CO2:
0,904,mol times 44,01,g/mol approx 39,78,g
  • Massa de H2O:
1,356,mol times 18,02,g/mol approx 24,40,g
Finalmente, a massa total dos produtos é:
39,78,g + 24,40,g approx 64,18,g

Resposta

A combustão completa de 13,6 g de etano requer aproximadamente 50,63 g de O2 e resulta em 64,18 g de produtos.

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