Na reação de 230 g de etanol com são produzidos e . Para essa combustão,
(a) Quantas moléculas de serão produzidas?
(b) Qual volume de será consumido caso a temperatura seja de 300 K e pressão de 100 kPa ?
Resp.: (a) moléculas de ; (b)

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O enunciado fala sobre a combustão do etanol ( ) com oxigênio ( ) para produzir dióxido de carbono ( ) e água ( ). A matéria que vamos usar aqui é a estequiometria das reações químicas, que nos ajuda a calcular quantidades de reagentes e produtos. Para resolver, vamos precisar balancear a equação química, usar a massa molar do etanol, aplicar a constante de Avogadro para converter moles em moléculas e a equação dos gases ideais para calcular o volume de oxigênio consumido.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação da combustão do etanol. A combustão completa de um álcool como o etanol envolve oxigênio reagindo para formar dióxido de carbono e água. A equação não balanceada fica assim:
Balanceando os átomos de cada elemento:
  • Carbono: 2 na esquerda, então precisamos de 2
  • Hidrogênio: 6 na esquerda, então precisamos de 3
  • Oxigênio: Conta dos oxigênios: à esquerda temos 1 no etanol e 2 no , totalizando 3. À direita, temos 4 dos 2 e 3 das 3 , totalizando 7. Ajustando o para balancear, temos:
Para evitar frações, multiplicamos tudo por 2:

Passo 3

Vamos resolver a parte (a): Quantas moléculas de são produzidas a partir de 230 g de etanol.
Primeiro, encontramos a massa molar do etanol ( ):
  • Carbono ©: 12,01 g/mol × 2 = 24,02 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1,008 g/mol × 6 = 6,048 g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 g/mol × 1 = 16,00 g/mol
Total: 24,02 + 6,048 + 16,00 = 46,068 g/mol
Agora, calculamos os moles de etanol:
Segundo a equação balanceada, 2 mol de etanol produzem 6 mol de água. Então, a relação é:
Agora, usamos a constante de Avogadro para encontrar o número de moléculas:
úéé

Passo 4

Agora, vamos para a parte (b): Qual o volume de consumido a 300 K e 100 kPa.
Primeiro, novamente olhando a equação balanceada, 2 mol de etanol consomem 7 mol de . Então, para 4,995 mol de etanol, teremos:
Agora, vamos usar a equação dos gases ideais para encontrar o volume:
Onde:
  • = 100 kPa
  • = 17,4825 mol
  • = 8,314 J/(mol·K)
  • = 300 K
Primeiro, convertemos R para L·kPa/(mol·K):
Agora, isolamos V:

Resposta

(a) moléculas de ;
(b)

Exercícios relacionados

o que você espera da velocidade média de uma molécula de considerando a mesma temperatura?
Use:
(a) A lei do gás ideal e
(b) A equação de van der Waals para calcular a pressão em atmosfera exercida por de metano, colocando em um recipiente de a .
Três pesquisadores estudaram 1 mol de um gás ideal a 273 K de modo a determinar o valor da constante dos gases. O primeiro pesquisador encontrou que, para a pressão de 1 atm , o gás ocupa . O segundo pesquisador encontrou que, a pressão de 760 torr, o gás ocupa 22,4 L. Finalmente, o terceiro pesquisador relatou que para o produto da pressão pelo volume o valor encontrado foi 542 cal. Determine qual o valor de encontrado por cada pesquisador.
Resp.: mol;
Um motor de automóvel mal-regulado, em marcha lenta, pode liberar até 1,00 mol de CO por minuto na atmosfera. Que volume de CO, ajustado para 1,00 atm, é emitido por minuto na temperatura de ?
Resp.: