A reação
é usada para produzir eletricidade em uma célula a combustível de hidrogênio. Suponha que uma célula a combustível contenha 150 g de
e 1.500 g de
- sendo que cada medida contém dois algarismos significativos. Neste caso, quantos gramas de água podem ser formados?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química onde hidrogênio (H₂) reage com oxigênio (O₂) pra formar água (H₂O). A célula a combustível tá com 150 g de H₂ e 1.500 g de O₂. Nosso objetivo é descobrir quantos gramas de água podem ser produzidos com esses reagentes. Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é sobre as relações quantitativas entre reagentes e produtos nas reações químicas.
Passo 2
Primeiro, precisamos saber as massas molares de cada substância envolvida. A massa molar nos ajuda a converter gramas em moles, que é uma medida que usamos para quantificar substâncias em química.
- H₂: Cada átomo de hidrogênio tem massa aproximadamente 1 g/mol, então H₂ tem 2 g/mol.
- O₂: Cada átomo de oxigênio tem massa aproximadamente 16 g/mol, então O₂ tem 32 g/mol.
- H₂O: Dois hidrogênios e um oxigênio, então 2 + 16 = 18 g/mol.
Passo 3
Agora, vamos converter as massas que temos em moles usando a fórmula:
- Moles de H₂:
- Moles de O₂:
Passo 4
A gente precisa descobrir qual dos reagentes vai acabar primeiro, ou seja, qual é o reagente limitante. Olha a equação balanceada:
Isso significa que 2 moles de H₂ reagem com 1 mole de O₂ para formar 2 moles de H₂O. Vamos ver quantos moles de O₂ seriam necessários para reagir com os 75 moles de H₂ que temos:
Como temos aproximadamente 46,875 moles de O₂ disponíveis, que é mais do que os 37,5 moles necessários, o H₂ é o reagente limitante.
Passo 5
Agora que sabemos que o H₂ é o limitante, vamos calcular quantos moles de H₂O podem ser formados a partir dos 75 moles de H₂:
Isso significa que 2 moles de H₂ formam 2 moles de H₂O. Portanto, 75 moles de H₂ formarão 75 moles de H₂O.
Agora, convertendo moles de H₂O para gramas:
Resposta
Podem ser formados 1.3 × 10³ g de água.