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, mas o rendimento for apenas de 80%?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente precisa balancear a equação química que mostra a reação entre o gás carbônico ( CO2) e o hidróxido de potássio ( KOH) para formar carbonato de potássio ( K2CO3) e água ( H2O). Depois, vamos calcular a massa de carbonato de potássio que será formada a partir de 5,00 g de KOH, considerando que a reação não é 100% eficiente (rendimentos de 80%).

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química. Balancear significa ajustar os coeficientes das substâncias para que o número de átomos de cada elemento seja igual nos dois lados da equação.
A equação não balanceada é:
CO2 + KOH K2CO3 + H2O
Observando os elementos:
  • Carbono ©: 1 no CO2 e 1 no K2CO3
  • Oxigênio (O): 2 no CO2, 1 no KOH, 3 no K2CO3 e 1 na H2O
  • Potássio (K): 1 no KOH e 2 no K2CO3
  • Hidrogênio (H): 1 no KOH e 2 na H2O
Para balancear o potássio, precisamos de 2 moléculas de KOH:
CO2 + 2,KOH K2CO3 + H2O
Agora, conferindo os hidrogênios:
  • 2 H no reagente (2 KOH) e 2 H no produto (H₂O) estão balanceados.
E os oxigênios:
  • 2 (CO₂) + 2 (2 KOH) = 4 no reagente
  • 3 (K₂CO₃) + 1 (H₂O) = 4 no produto
Prontinho, a equação está balanceada!

Passo 3

Agora, vamos calcular a massa de carbonato de potássio ( K2CO3) formada a partir de 5,00 g de KOH, sabendo que a reação tem um rendimento de 80%.
Primeiro, precisamos encontrar quantas mols de KOH temos em 5,00 g. Para isso, usamos a massa molar do KOH.
A massa molar do KOH:
  • K: 39,10 g/mol
  • O: 16,00 g/mol
  • H: 1,01 g/mol
    Total: 39,10 + 16,00 + 1,01 = 56,11 g/mol
Número de mols de KOH:
n = 5,00 , g56,11 , g/mol approx 0,089 , mol

Passo 4

Segundo, olhando a equação balanceada, vemos que 2 mols de KOH reagem para formar 1 mol de K2CO3. Então, a quantidade de mols de K2CO3 formada teórica é:
nK2CO3 = 0,089 , mol KOH2 = 0,0445 , mol

Passo 5

Agora, vamos considerar o rendimento da reação, que é de 80%. Isso significa que apenas 80% da quantidade teórica de K2CO3 será realmente obtida.
Mols efetivos de K2CO3:
nefetivo = 0,0445 , mol times 0,80 = 0,0356 , mol

Passo 6

Por último, vamos converter os mols de K2CO3 em massa. Precisamos da massa molar do K2CO3.
A massa molar do K2CO3:
  • K: 39,10 g/mol × 2 = 78,20 g/mol
  • C: 12,01 g/mol
  • O: 16,00 g/mol × 3 = 48,00 g/mol
    Total: 78,20 + 12,01 + 48,00 = 138,21 g/mol
Massa de K2CO3 formada:
m = 0,0356 , mol times 138,21 , g/mol approx 4,92 , g

Resposta

Serão obtidos aproximadamente 4,92 , g de carbonato de potássio.

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