Em uma reação de combustão, etano
reage com oxigênio
para formar dióxido de carbono
e água
, conforme a equação não balanceada abaixo:
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).
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:
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:
Para evitar frações, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
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:
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:
- Moles de O₂:
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:
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:
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:
Passo 6
Por fim, convertemos os moles de O₂ em excesso de volta para gramas usando a massa molar do O₂:
Resposta
A massa de oxigênio em excesso após a reação é 88 gramas.