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:
  1. O volume de oxigênio (O₂) que foi consumido.
  2. O número de moléculas de água (H₂O) que foram produzidas.
  3. 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:
C4H10 (g) + O2 (g) CO2 (g) + H2O (v)
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:
2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O

Passo 3

Agora, vamos calcular quantas mols de butano (C₄H₁₀) correspondem aos 580g queimados.
Primeiro, calculamos a massa molar do C₄H₁₀:
MC4H10 = 4 times 12,01 , g/mol + 10 times 1,008 , g/mol = 58,14 , g/mol
Agora, as mols de C₄H₁₀:
nC4H10 = 580 , g58,14 , g/mol approx 9,98 , mol

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:
2 C4H10 + 13 O2 8 CO2 + 10 H2O
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:
nO2 = 9,98 , mol times 132 = 64,67 , mol
  • Mols de H₂O produzidos:
nH2O = 9,98 , mol times 102 = 49,9 , mol

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:
VO2 = 64,67 , mol times 22,4 , L/mol approx 1.449,8 , L

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.
6,022 times 10^23 éé

Passo 7

Por fim, vamos encontrar a massa de água produzida. Sabemos que a massa molar da água (H₂O) é:
MH2O = 2 times 1,008 , g/mol + 16,00 , g/mol = 18,016 , g/mol
Então:
mH2O = 49,9 , mol times 18,016 , g/mol approx 898,5 , g

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.

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