Em uma reação de combustão, etano (C2 H6) reage com oxigênio (O2) para formar dióxido de carbono (CO2) e água (H2 O), conforme a equação não balanceada abaixo:
C2 H6+O2 CO2+H2 O
Considere que 30 g de ETANO reagem com 200 g de OXIGÊNIO.
Determine a massa de oxigênio em excesso após a reação, em gramas (g).

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química sobre reações de combustão! A gente tem 30 g de etano (C₂H₆) reagindo com 200 g de oxigênio (O₂) para formar dióxido de carbono (CO₂) e água (H₂O). Nosso objetivo aqui é descobrir quanto de oxigênio sobra depois dessa reação, ou seja, a massa de oxigênio em excesso.

Passo 2

Primeiro, precisamos balancear a equação química da reação. Isso ajuda a saber quantas moléculas de cada reagente e produto estão envolvidos. A equação não balanceada é:
C2H6 + O2 CO2 + H2O
Vamos balancear:
  • Carbono ©: 2 carbonos no etano, então precisamos de 2 CO₂.
  • Hidrogênio (H): 6 hidrogênios no etano, então precisamos de 3 H₂O.
  • Oxigênio (O): No lado dos reagentes, temos O₂. No lado dos produtos, temos (2×2) + (3×1) = 7 oxigênios.
Para balancear o oxigênio, colocamos um coeficiente fracionário de 7/2 para O₂:
C2H6 + 72O2 2CO2 + 3H2O
Para evitar frações, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O
Agora a equação está balanceada.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de matéria (moles) de cada reagente que temos. Para isso, usamos a fórmula:
mo<=s = massa (g)massa molar (g/mol)
Primeiro, calculamos as massas molares:
  • C₂H₆: (2 × 12) + (6 × 1) = 30 g/mol
  • O₂: 2 × 16 = 32 g/mol
Agora, calculamos os moles:
  • Moles de C₂H₆:
30,g30,g/mol = 1,mol
  • Moles de O₂:
200,g32,g/mol = 6,25,mol

Passo 4

Precisamos descobrir qual reagente vai acabar primeiro, ou seja, o reagente limitante. Isso determina quanto dos produtos será formado e quanto sobra do outro reagente.
Pela equação balanceada:
2C2H6 + 7O2 4CO2 + 6H2O
Isso significa que 2 moles de C₂H₆ reagem com 7 moles de O₂.
Vamos calcular a quantidade de O₂ necessária para 1 mol de C₂H₆:
7,mol O22,mol C2H6 times 1,mol C2H6 = 3,5,mol O2
Como temos 6,25 mol de O₂ disponíveis e só precisamos de 3,5 mol de O₂ para reagir com todo o C₂H₆, o etanol é o reagente limitante e o O₂ sobra.

Passo 5

Agora, vamos calcular quantos moles de O₂ estão sobrando após a reação:
O2 sobra = O2 inicial - O2 necessário = 6,25,mol - 3,5,mol = 2,75,mol á

Passo 6

Por fim, convertemos os moles de O₂ em excesso de volta para gramas usando a massa molar do O₂:
massa de O2 sobra = 2,75,mol times 32,g/mol = 88,g

Resposta

A massa de oxigênio em excesso após a reação é 88 gramas.

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