A reação entre os gases oxigênio e hidrogênio para formar água libera tanta energia que o hidrogênio pode ser utilizado como combustível. Quantos litros de gás hidrogênio, nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP), serão necessários para formar 90 g de água?
2 H2(g)+O2(g) 2 H2 O(g)

Passo 1

Vamos resolver esse exercício de química que envolve reações químicas e cálculo de volumes de gases nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Precisamos descobrir quantos litros de gás hidrogênio (H₂) são necessários para formar 90 gramas de água (H₂O). Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e a relação entre mols e volume dos gases.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de água (H₂O) que correspondem a 90 gramas. A fórmula para isso é:
Número de mols = MassaMassa molar ú
A massa molar da água (H₂O) é:
  • H: 1 g/mol (tem 2 átomos de H)
  • O: 16 g/mol
Então, a massa molar da água é:
2 times 1 + 16 = 18 g/mol
Portanto:
Número de mols de H2O = 90 g18 g/mol = 5 mol ú

Passo 3

Agora, vamos olhar para a equação balanceada da reação:
2 H2(g) + O2(g) 2 H2O(g)
Isso nos diz que 2 mols de H₂ reagem para formar 2 mols de H₂O. Simplificando, a relação molar entre H₂ e H₂O é de 1:1. Ou seja, para cada mol de água formado, precisamos de 1 mol de hidrogênio.
Então, se precisamos de 5 mols de H₂O, também precisamos de 5 mols de H₂.

Passo 4

Agora, vamos calcular o volume de hidrogênio necessário nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Sabemos que 1 mol de gás ocupa 22,4 litros nessas condições.
Então, o volume de H₂ necessário é:
Volume de H2 = 5 mol times 22,4 L/mol = 112 litros

Resposta

Serão necessários 112 litros de gás hidrogênio para formar 90 gramas de água nas condições normais de temperatura e pressão.

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