Metanol pode ser produzido a partir do metano segundo a reação química: 3ch4 + 2h2o + co2 --> 4ch3oh . Formou-se 64g de álcool quando 30g de metano reagiram com quantidades estequiométricas de água e co2. Qual o rendimento dessa reação?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química sobre rendimento de reação! O enunciado nos dá uma reação química onde o metanol é produzido a partir do metano. Precisamos descobrir o rendimento dessa reação quando sabemos a quantidade de metano que reagiu e a quantidade de metanol formada. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e cálculos de rendimento.

Passo 2

Primeiro, vamos dar uma olhada na reação química:
3CH4 + 2H2O + CO2 4CH3OH
Isso significa que 3 mols de metano ( CH4) reagem com 2 mols de água ( H2O) e 1 mol de dióxido de carbono ( CO2) para produzir 4 mols de metanol ( CH3OH).

Passo 3

Como queremos saber o rendimento, precisamos primeiro calcular o rendimento teórico, ou seja, a quantidade máxima de metanol que poderia ser formada a partir de 30g de metano, assumindo que todos os reagentes reagiram perfeitamente.

Passo 4

Vamos começar calculando os mols de metano que temos. A massa molar do metano ( CH4) é:
Massa molar do CH4 = 12 , (C) + 4 times 1 , (H) = 16 , g/mol
Então, os mols de metano são:
Mols de CH4 = 30 , g16 , g/mol = 1,875 , mol

Passo 5

Agora, usando a estequiometria da reação, sabemos que 3 mols de CH4 produzem 4 mols de CH3OH. Então, a quantidade teórica de metanol produzida é:
Mols de CH3OH = 43 times 1,875 , mol = 2,5 , mol

Passo 6

Vamos agora converter os mols de metanol para gramas. A massa molar do metanol ( CH3OH) é:
Massa molar do CH3OH = 12 , (C) + 4 times 1 , (H) + 16 , (O) = 32 , g/mol
Então, a massa teórica de metanol é:
Massa teórica = 2,5 , mol times 32 , g/mol = 80 , g ó

Passo 7

Agora que temos a massa teórica de metanol (80g) e a massa real obtida no experimento (64g), podemos calcular o rendimento da reação usando a fórmula:
Rendimento (%) = ( Massa realMassa teórica ) times 100 ó

Passo 8

Substituindo os valores:
Rendimento (%) = ( 64 , g80 , g ) times 100 = 80%

Resposta

O rendimento da reação é de 80%.

Exercícios relacionados