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?
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:
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:
Portanto:
Passo 3
Agora, vamos olhar para a equação balanceada da reação:
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:
Resposta
Serão necessários 112 litros de gás hidrogênio para formar 90 gramas de água nas condições normais de temperatura e pressão.