(b) que massa de etino pode ser produzida? Que massa de reagente permanece em excesso, depois que a reação se completa? Imagine que o carbeto de cálcio é puro e que todo etino produzido é coletado. A reação química é :
CaC2(s)+2 H2 O(l) Ca(OH)2(aq)+C2 H2(g)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A questão pede para descobrir duas coisas:
  1. Qual a massa de etino (C₂H₂) que pode ser produzida.
  2. Qual a massa do reagente que sobra em excesso após a reação.
Estamos lidando com estequiometria, que é o estudo das relações quantitativas entre os reagentes e os produtos em uma reação química. Para isso, vamos precisar usar a lei da conservação de massa e algumas fórmulas matemáticas envolvendo moles e massas molares.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química balanceada que já foi dada:
CaC2(s) + 2 H2 O(l) Ca(OH)2(aq) + C2 H2(g)
Essa equação nos mostra que 1 mol de carbeto de cálcio (CaC₂) reage com 2 mols de água (H₂O) para produzir 1 mol de hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂) e 1 mol de etino (C₂H₂).

Passo 3

Vamos supor que temos uma quantidade de CaC₂ (carbeto de cálcio) para reagir. Mas, como o problema não deu uma quantidade específica, geralmente seguimos com cálculos simbólicos ou assumimos uma quantidade. Porém, para ser mais prático, vamos supor que temos, por exemplo, 100 gramas de CaC₂. Se o problema der uma quantidade diferente, basta substituir esse valor nos cálculos.

Passo 4

Primeiro, precisamos calcular quantos mols de CaC₂ temos em 100 gramas. Para isso, usamos a fórmula:
Número de mols = MassaMassa molar ú
A massa molar do CaC₂ é:
  • Cálcio (Ca): 40,08 g/mol
  • Carbono ©: 12,01 g/mol × 2 = 24,02 g/mol
  • Total: 40,08 + 24,02 = 64,10 g/mol
Então,
Mols de CaC2 = 100, g64,10, g/mol approx 1,56, mol

Passo 5

Agora, observamos a proporção da equação balanceada. Cada 1 mol de CaC₂ produz 1 mol de C₂H₂. Portanto, se temos 1,56 mol de CaC₂, vamos produzir também 1,56 mol de C₂H₂.

Passo 6

Para descobrir a massa de C₂H₂ (etino) produzida, usamos novamente a fórmula da massa:
Massa = Número de mols times Massa molar ú
A massa molar do C₂H₂ é:
  • Carbono ©: 12,01 g/mol × 2 = 24,02 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1,008 g/mol × 2 = 2,016 g/mol
  • Total: 24,02 + 2,016 = 26,04 g/mol
Então,
Massa de C2H2 = 1,56, mol times 26,04, g/mol approx 40,6, g

Passo 7

Agora, vamos verificar se algum reagente está em excesso. Para isso, precisamos ver se a quantidade de H₂O é suficiente para reagir com todo o CaC₂.
A equação balanceada mostra que 1 mol de CaC₂ precisa de 2 mols de H₂O. Então, para 1,56 mol de CaC₂, precisamos de:
2 times 1,56, mol = 3,12, mol de H2O
Se a quantidade de H₂O disponível for maior que 3,12 mol, então H₂O está em excesso. Se for menor, CaC₂ está em excesso. Como o problema não especifica a quantidade de H₂O, vamos supor que temos mais água do que o necessário, então CaC₂ é o reagente limitante e todo o H₂O reage, sobrando o reagente em excesso que é CaC₂.
Mas, para ser mais preciso, precisamos de uma quantidade específica de H₂O para determinar o reagente em excesso. Como não temos essa informação, concluímos que, assumindo que todo CaC₂ reage, a massa de CaC₂ que não reage será zero, ou seja, não sobra CaC₂.

Resposta

A massa de etino (C₂H₂) produzida é aproximadamente 40,6 gramas. Não sobra massa de reagente em excesso após a reação se todo o CaC₂ for completamente consumido.

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