O MTBE (éter tert-butilmetílico) tem sido usado como aditivo na gasolina. O composto é produzido pela reação do metanol com o isobuteno, de acordo com a seguinte equação(M.A:
).
Se deixarmos
de metanol reagir com
de isobuteno, qual é a massa máxima de MTBE que podemos obter? (R:
de MTBE)
Passo 1
Beleza, vamos lá! Temos um problema de química que envolve calcular a massa máxima de MTBE que podemos obter a partir de metanol e isobuteno. Isso faz parte da matéria de Estequiometria, que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos em uma reação química. Para resolver isso, vamos precisar saber as massas molares das substâncias envolvidas, balancear a equação química e identificar qual reagente vai “ceder a primeira”, ou seja, qual é o reagente limitante.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a massa molar de cada composto na reação. A massa molar é a massa de um mol de uma substância e é calculada somando as massas atômicas dos elementos que compõem a molécula.
-
Metanol (CH₃OH):
- Carbono ©: 12 g/mol
- Hidrogênio (H): 4 átomos × 1 g/mol = 4 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol
- Total: 12 + 4 + 16 = 32 g/mol
-
Isobuteno ((CH₃)₂C=CH₂):
- Carbono ©: 4 átomos × 12 g/mol = 48 g/mol
- Hidrogênio (H): 8 átomos × 1 g/mol = 8 g/mol
- Total: 48 + 8 = 56 g/mol
-
MTBE ((CH₃)₃COCH₃):
- Carbono ©: 5 átomos × 12 g/mol = 60 g/mol
- Hidrogênio (H): 12 átomos × 1 g/mol = 12 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol
- Total: 60 + 12 + 16 = 88 g/mol
Passo 3
Agora, vamos converter as massas dos reagentes para mols, usando a fórmula:
-
Metanol:
-
Isobuteno:
Passo 4
Vamos dar uma olhada na equação química balanceada:
Isso significa que 1 mol de metanol reage com 1 mol de isobuteno para produzir 1 mol de MTBE. Agora, precisamos identificar qual dos dois reagentes é o limitante, ou seja, aquele que vai acabar primeiro e determinar a quantidade de produto que será formado.
- Metanol: 1406,25 mol
- Isobuteno: 1250 mol
Como temos menos mols de isobuteno, ele é o reagente limitante.
Passo 5
Finalmente, vamos calcular a massa máxima de MTBE que podemos obter a partir do reagente limitante (isobuteno):
Resposta
A massa máxima de MTBE que podemos obter é de 110 kg.