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)
(a) Quantas moléculas de
(b) Qual volume de
Resp.: (a)
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:
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)
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a
.
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encontrado por cada pesquisador.
Resp.: mol;
Resp.:
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?
Resp.:
Resp.: