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
produzido? Qual a massa apenas de oxigênio contida nessa quantidade de
? Sabendo que nas CNTPs (condições normais de temperatura e pressão, ou seja, 1 atm e
), um mol de um gás ideal ocupa
, qual o volume ocupado pelo
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:
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:
Então, o número de mols de metano é:
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:
Então, a massa de CO₂ é:
Passo 6
Para descobrir o número de moléculas de CO₂ produzidas, usamos o número de Avogadro, que é aproximadamente
moléculas por mol. Então:
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:
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:
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.