O metano queima em oxigênio para formar CO2 e H2 O, de acordo com a equação balanceada
CH4(g)+2 O2(g) CO2(g)+2 H2 O(g)
Se 22,4 L de gás CH4 forem queimados, que volume de O2 é necessário para a combustão completa? Quais volumes de CO2 e H2 O são produzidos? Considere que todos os gases tenham a mesma temperatura e pressão.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Temos um problema de química envolvendo a queima de metano ( CH4) em oxigênio ( O2) para formar dióxido de carbono ( CO2) e água ( H2O). A gente precisa descobrir quanto de oxigênio é necessário para queimar 22,4 litros de metano e também quanto de dióxido de carbono e água serão produzidos. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e relações de volume de gases na mesma condição de temperatura e pressão.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar para a equação química balanceada:
CH4(g) + 2,O2(g) CO2(g) + 2,H2O(g)
Essa equação nos diz que 1 molécula de metano reage com 2 moléculas de oxigênio para produzir 1 molécula de dióxido de carbono e 2 moléculas de água. Em termos de volumes, como todos os gases estão nas mesmas condições de temperatura e pressão, podemos considerar que volumes são proporcionais às quantidades (número de moléculas).

Passo 3

Segundo a Lei de Avogadro, volumes de gases nas mesmas condições de temperatura e pressão são diretamente proporcionais ao número de mols. Ou seja, se sabemos os volumes de um reagente, podemos usar as proporções da equação balanceada para encontrar os volumes dos outros reagentes e produtos.

Passo 4

Vamos aplicar essa proporção. Se 1 volume de CH4 reage com 2 volumes de O2, então 22,4 litros de CH4 vão precisar de:
22,4,L times 2 = 44,8,L
de O2 para a combustão completa.

Passo 5

Agora, para encontrar os volumes de CO2 e H2O produzidos, usamos a mesma relação da equação balanceada:
  • 1 volume de CH4 produz 1 volume de CO2:
22,4,L times 1 = 22,4,L
  • 1 volume de CH4 produz 2 volumes de H2O:
22,4,L times 2 = 44,8,L

Resposta

Para queimar completamente 22,4 litros de metano, são necessários 44,8 litros de oxigênio. A combustão vai produzir 22,4 litros de dióxido de carbono e 44,8 litros de água.

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