A Reação de combustão do gás butano, C4H10, pode ser representada pela equação não balanceada: C4H10 (g) + O2 (g) ----> CO2 (g) + H2O (v) Para o fenômeno acima descrito, e considerando a queima de 580g do gás, determine: O volume de O2 consumido, nas CNTPO número de moléculas de água obtido A massa de água produzida
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação de combustão do gás butano (C₄H₁₀) que está meio bagunçada. A gente precisa descobrir três coisas depois de queimar 580g desse gás:
- O volume de oxigênio (O₂) que foi consumido.
- O número de moléculas de água (H₂O) que foram produzidas.
- A massa de água formada.
Vamos usar conceitos de química, como balanceamento de equações químicas, mols, volume gasoso nas CNTP e número de Avogadro. Não se preocupa, vou explicar cada passo!
Passo 2
Primeiro, precisamos balancear a equação química da combustão do butano. A equação não está balanceada:
Vamos ajustar os coeficientes para igualar os átomos de cada elemento dos dois lados:
- Carbono ©: 4 na C₄H₁₀, então precisamos de 4 CO₂.
- Hidrogênio (H): 10 na C₄H₁₀, então precisamos de 5 H₂O.
- Oxigênio (O): No lado dos reagentes, temos O₂; no lado dos produtos, temos 4 CO₂ (total de 8 O) e 5 H₂O (total de 5 O), somando 13 O.
Para balancear o O₂, precisamos de 6,5 O₂, mas preferimos números inteiros, então multiplicamos tudo por 2:
Passo 3
Agora, vamos calcular quantas mols de butano (C₄H₁₀) correspondem aos 580g queimados.
Primeiro, calculamos a massa molar do C₄H₁₀:
Agora, as mols de C₄H₁₀:
Passo 4
Com as mols de C₄H₁₀, vamos usar a equação balanceada para encontrar as mols de O₂ consumido e H₂O produzido.
Pela equação balanceada:
Para 2 mols de C₄H₁₀, precisamos de 13 mols de O₂ e produzimos 10 mols de H₂O.
Então, para 9,98 mol de C₄H₁₀:
- Mols de O₂ consumidos:
- Mols de H₂O produzidos:
Passo 5
Agora, vamos encontrar o volume de O₂ consumido nas CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão: 0°C e 1 atm).
Sabemos que 1 mol de gás ocupa 22,4 litros nas CNTP. Então:
Passo 6
Vamos calcular o número de moléculas de água produzidas. Para isso, usamos o número de Avogadro, que é $ 6,022 \times 10^{23} $ moléculas/mol.
Passo 7
Por fim, vamos encontrar a massa de água produzida. Sabemos que a massa molar da água (H₂O) é:
Então:
Resposta
Após queimar 580g de gás butano, foram consumidos aproximadamente 1.449,8 litros de O₂ nas CNTP, obtiveram-se cerca de 3,00 × 10²⁵ moléculas de água, e a massa de água produzida foi de aproximadamente 898,5 gramas.