Qual a massa de dióxido de carbono liberada na queima de 80 g de metano? Qual o número de mols de metano queimado? Qual o número de moléculas de CO2 produzido? Qual a massa apenas de oxigênio contida nessa quantidade de CO2 ? Sabendo que nas CNTPs (condições normais de temperatura e pressão, ou seja, 1 atm e 25^circ C ), um mol de um gás ideal ocupa 22,4 L, qual o volume ocupado pelo CO2 produzido?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício de química que fala sobre a queima de metano (CH₄). Precisamos descobrir várias coisas relacionadas a isso: a massa de dióxido de carbono (CO₂) liberada, o número de mols de metano queimado, a quantidade de moléculas de CO₂ produzidas, a massa de oxigênio presente nesse CO₂ e o volume que esse CO₂ ocupa nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Para resolver, vamos usar conceitos de estequiometria, massa molar, número de Avogadro e a lei dos gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da queima do metano. Quando o metano queima, ele reage com o oxigênio (O₂) para formar dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). A equação balanceada é:
CH4 + 2,O2 CO2 + 2,H2O
Isso nos mostra que 1 mol de metano reage com 2 mols de oxigênio para produzir 1 mol de CO₂ e 2 mols de água.

Passo 3

Agora, vamos calcular o número de mols de metano queimado. Sabemos que a massa do metano é 80 g e a massa molar do metano (CH₄) é:
Massa molar do CH4 = 12,g/mol (C) + 4 times 1,g/mol (H) = 16,g/mol
Então, o número de mols de metano é:
n = massamassa molar = 80,g16,g/mol = 5,mol

Passo 4

Com base na equação balanceada, vemos que para cada 1 mol de metano queimado, é produzido 1 mol de CO₂. Portanto, se queimamos 5 mols de metano, também teremos 5 mols de CO₂ liberados.

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa de dióxido de carbono produzida. A massa molar do CO₂ é:
Massa molar do CO2 = 12,g/mol (C) + 2 times 16,g/mol (O) = 44,g/mol
Então, a massa de CO₂ é:
Massa = n times massa molar = 5,mol times 44,g/mol = 220,g

Passo 6

Para descobrir o número de moléculas de CO₂ produzidas, usamos o número de Avogadro, que é aproximadamente Número de moléculas = 5,mol times 6,022 times 10^23,moléculas/mol = 3,011 times 10^24,moléculas moléculas por mol. Então:
úééé

Passo 7

Agora, vamos encontrar a massa de oxigênio contida na quantidade de CO₂ produzida. Cada molécula de CO₂ tem 2 átomos de oxigênio. A massa molar do oxigênio (O) é 16 g/mol, então:
Massa de O = 5,mol times 2 times 16,g/mol = 160,g

Passo 8

Por fim, vamos calcular o volume ocupado pelo CO₂ nas CNTPs. Sabemos que 1 mol de gás ideal ocupa 22,4 litros nessas condições. Então, para 5 mols de CO₂:
Volume = 5,mol times 22,4,L/mol = 112,L

Resposta

A queima de 80 g de metano libera 220 g de dióxido de carbono. Foram queimados 5 mols de metano, produzindo moléculas de CO₂. A massa de oxigênio presente nesse CO₂ é 160 g, e o volume ocupado pelo CO₂ produzido nas CNTPs é de 112 litros.

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