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: C=12 ; H=1: O=16 ).
underset Metanol CH3 OH+underset lsobuteno (CH3)2 C=CH2 underset MTBE (CH3)3 COCH3
Se deixarmos 45,0 kg de metanol reagir com 70,0 kg de isobuteno, qual é a massa máxima de MTBE que podemos obter? (R: 1 1 0 k g 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:
Número de mols = Massa (g)Massa molar (g/mol) ú
  • Metanol:
    45,000, g32, g/mol = 1406,25, mol
  • Isobuteno:
    70,000, g56, g/mol = 1250, mol

Passo 4

Vamos dar uma olhada na equação química balanceada:
CH3OH + (CH3)2C=CH2 (CH3)3COCH3
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):
Massa de MTBE = Número de mols de isobuteno times Massa molar do MTBE ú
1250, mol times 88, g/mol = 110,000, g = 110, kg

Resposta

A massa máxima de MTBE que podemos obter é de 110 kg.

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