O gás carbônico (CO2) reage com o hidróxido de potássio (KOH) formando carbonato de potássio (K2 CO3) e água de acordo com a equação não balanceada (não esqueça de balancear):
CO2+KOH K2 CO3+H2 O
Considere a reação entre 5,00 g de KOH e CO2 em excesso.
Que massa de carbonato de potássio será obtida se o KOH for 100 % puro e o rendimento for de 100%?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A questão fala sobre a reação entre dióxido de carbono ( CO2) e hidróxido de potássio ( KOH) para formar carbonato de potássio ( K2CO3) e água ( H2O). Precisamos balancear essa equação química e, com base na massa de KOH fornecida, calcular a massa de K2CO3 que será produzida, assumindo 100% de rendimento.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química. Balancear uma equação significa garantir que o número de átomos de cada elemento seja igual nos reagentes e nos produtos. Isso segue a Lei da Conservação da Massa.
A equação inicial é:
CO2 + KOH K2CO3 + H2O
Contando os átomos de cada elemento:
  • Carbono ©: 1 na CO2 e 1 na K2CO3
  • Oxigênio (O): 2 na CO2, 1 na KOH, 3 na K2CO3 e 1 na H2O (total: 7 à esquerda e 4 à direita)
  • Potássio (K): 1 na KOH e 2 na K2CO3
  • Hidrogênio (H): 1 na KOH e 2 na H2O
Para balancear:
  • Colocamos coeficiente 2 na KOH para balancear o potássio:
CO2 + 2,KOH K2CO3 + H2O
Agora, os oxigênios estão:
  • Esquerda: 2 (CO2) + 2 (KOH) = 4 + 2 = 6
  • Direita: 3 (K2CO3) + 1 (H2O) = 4
Precisamos ajustar a água:
CO2 + 2,KOH K2CO3 + H2O
Agora, está balanceado com 2 potássio, 1 carbono, 3 oxigênios no K2CO3 e 2 na água, totalizando 5 oxigênios de cada lado.

Passo 3

Agora que a equação está balanceada, vamos entender a matéria por trás disso. Estamos lidando com Estaquiometria, que é a parte da química que estuda as quantidades relativas dos reagentes e produtos em uma reação química.
Precisamos calcular quantos mols de KOH temos em 5,00 g. Para isso, usamos a fórmula:
Mols = MassaMassa Molar
Primeiro, vamos encontrar a massa molar do KOH:
  • Potássio (K): 39,10 g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1,01 g/mol
Então,
Massa Molar do KOH = 39,10 + 16,00 + 1,01 = 56,11,g/mol

Passo 4

Agora, calculamos os mols de KOH:
Mols de KOH = 5,00,g56,11,g/mol approx 0,0891,mol

Passo 5

Com base na equação balanceada, vemos que 2 mols de KOH produzem 1 mol de K2CO3. Então, usamos a proporção:
1,mol K2CO32,mol KOH
Multiplicando pelos mols de KOH que temos:
0,0891,mol KOH times 1,mol K2CO32,mol KOH = 0,04455,mol K2CO3

Passo 6

Agora, vamos converter os mols de K2CO3 para massa usando a massa molar do K2CO3.
Calculando a massa molar do K2CO3:
  • Potássio (K): 39,10 g/mol × 2 = 78,20 g/mol
  • Carbono ©: 12,01 g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 g/mol × 3 = 48,00 g/mol
Então,
Massa Molar do K2CO3 = 78,20 + 12,01 + 48,00 = 138,21,g/mol

Passo 7

Finalmente, calculamos a massa de K2CO3 produzida:
Massa = 0,04455,mol times 138,21,g/mol approx 6,16,g

Resposta

A massa de carbonato de potássio ( K2CO3) obtida será aproximadamente 6,16 gramas.

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