Um potencial combustivel para foguetes é a combinação de
e
. A reação ocorre de acordo com a equação a seguir:
Se um tanque contém 252 g de
e o outro contém
de
, que massa de água (
será obtido quando os dois forem misturados?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a reação entre Borano (
) e Oxigênio (
) para formar Óxido de Boro (
) e Água (
). A gente precisa descobrir quanto de água será produzido quando misturamos 252 g de
com 384 g de
. Para isso, vamos precisar balancear a equação química, calcular as quantidades em mols dos reagentes e identificar qual deles é o limitante para, por fim, achar a massa de água produzida.
Passo 2
Primeiro, vamos balancear a equação química. Isso significa ajustar os coeficientes para que haja a mesma quantidade de cada tipo de átomo nos dois lados da reação. A equação inicial é:
Vamos balancear cada elemento:
- Boro (B): 5 no reagente e 2 no produto. O mínimo múltiplo comum de 5 e 2 é 10. Então, multiplicamos
por 2 e por 5:
- Hidrogênio (H): 18 no reagente (2 x 9) e precisamos igualar no produto. Cada molécula de
tem 2 H, então precisamos de 9 moléculas:
- Oxigênio (O): No lado dos produtos temos (5 x 3) + (9 x 1) = 15 + 9 = 24 O. Portanto, precisamos de 12 moléculas de
:
Agora a equação está balanceada!
Passo 3
Agora, vamos calcular as massas molares dos reagentes e produtos envolvidos:
-
: - Boro (B): 10,81 g/mol
- Hidrogênio (H): 1,008 g/mol
- Massa molar = (5 x 10,81) + (9 x 1,008) = 54,05 + 9,072 = 63,122 g/mol
-
: - Oxigênio (O): 16,00 g/mol
- Massa molar = 2 x 16,00 = 32,00 g/mol
-
: - Hidrogênio (H): 1,008 g/mol
- Oxigênio (O): 16,00 g/mol
- Massa molar = (2 x 1,008) + 16,00 = 2,016 + 16,00 = 18,016 g/mol
Passo 4
Vamos agora converter as massas dos reagentes para mols usando as massas molares:
-
: -
:
Passo 5
Agora, vamos analisar a estequiometria da reação balanceada:
Isso significa que 2 mols de
reagem com 12 mols de
para produzir 9 mols de
. Vamos verificar qual reagente é o limitante.
Para 4 mols de
, a quantidade necessária de
seria:
Mas temos apenas 12 mols de
. Então, o
é o reagente limitante.
Passo 6
Agora, vamos calcular quantos mols de
serão produzidos a partir do
limitante. Pela equação balanceada:
Então, para 12 mols de
, teremos 9 mols de água.
Passo 7
Finalmente, vamos converter os mols de água para massa usando a massa molar de
:
Resposta
A massa de água produzida será aproximadamente 162,14 g.