Com intenção de realizar uma combustão completa utilizando 161 g de álcool etílico (C₂H₆O), para produção de dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O), que massa de oxigênio (O₂), em gramas, deve ser empregada? Dados: C: 12 g/mol H: 1 g/mol O: 16 g/mol 363 g243 g432 g336 g
Passo 1
Vamos resolver um exercício de estequiometria que envolve a combustão completa do álcool etílico (C₂H₆O). A questão pede para calcular a massa de oxigênio (O₂) necessária para queimar completamente 161 g de álcool etílico, produzindo dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). Para isso, vamos precisar entender a fórmula química da combustão, balancear a equação química e usar as massas molares fornecidas.
Passo 2
Primeiro, escrevemos a equação química da combustão completa do álcool etílico:
Passo 3
Agora, precisamos balancear essa equação para que o número de átomos de cada elemento seja igual nos dois lados da equação. Vamos contar os átomos de cada elemento:
- Carbono ©: 2 na C₂H₆O e 1 na CO₂
- Hidrogênio (H): 6 na C₂H₆O e 2 na H₂O
- Oxigênio (O): 1 na C₂H₆O, 2 na O₂, 2 na CO₂ e 1 na H₂O
Para balancear:
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Colocamos um coeficiente 2 na frente da CO₂ para balancear o carbono:
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Agora, balanceamos o hidrogênio colocando um coeficiente 3 na frente da H₂O:
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Por fim, balanceamos o oxigênio. Temos no lado dos produtos:$ 2 \times 2 = 4 $ átomos de O no CO₂ e $ 3 \times 1 = 3 $ átomos de O na H₂O, totalizando 7 átomos de O.No lado dos reagentes, já temos 1 átomo de O na C₂H₆O, então precisamos de mais 6 átomos de O provenientes do O₂, ou seja, 3 moléculas de O₂:
Passo 4
Com a equação balanceada, vamos determinar as massas molares dos compostos envolvidos:
- Álcool etílico (C₂H₆O): $ 2 \times 12 + 6 \times 1 + 16 = 24 + 6 + 16 = 46 $ g/mol
- Oxigênio (O₂): $ 2 \times 16 = 32 $ g/mol
Passo 5
Agora, usamos a quantidade de álcool etílico (161 g) para encontrar a quantidade de O₂ necessária.
Primeiro, calculamos quantos mols de C₂H₆O temos:
Passo 6
Segundo, observamos na equação balanceada que para cada 1 mol de C₂H₆O, são necessários 3 mols de O₂. Portanto, para 3,5 mol de C₂H₆O, precisamos de:
Passo 7
Finalmente, calculamos a massa de O₂ necessária:
Resposta
É necessário utilizar 336 g de oxigênio para realizar a combustão completa de 161 g de álcool etílico.