Sabendo-se que 80 g de hidrogênio se combinam com 640 g de oxigênio produzindo 720 g de água, explique o que aconteceria se colocássemos 160 g de hidrogênio e mantivéssemos a quantidade de oxigênio.

Passo 1

Beleza, vamos entender o que o enunciado está nos dizendo. A gente sabe que 80 gramas de hidrogênio ( H2) reagem com 640 gramas de oxigênio ( O2) para formar 720 gramas de água ( H2O). A matéria que estamos lidando aqui é reação química e, especificamente, a estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre reagentes e produtos nas reações químicas. Para resolver isso, vamos precisar usar a teoria das proporções e entender como calcular as quantidades usando as massas molares.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular as massas molares dos reagentes e do produto para entender quantos mols estamos lidando. A massa molar do hidrogênio ( H2) é aproximadamente 2 g/mol, do oxigênio ( O2) é cerca de 32 g/mol e da água ( H2O) é 18 g/mol.
Massa molar de H2 = 2 , g/mol
Massa molar de O2 = 32 , g/mol
Massa molar de H2O = 18 , g/mol

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de cada reagente temos inicialmente. Para o hidrogênio:
Mols de H2 = 80 , g2 , g/mol = 40 , mol
E para o oxigênio:
Mols de O2 = 640 , g32 , g/mol = 20 , mol

Passo 4

Com esses mols, precisamos ver a proporção na reação. A reação balanceada para a formação de água é:
2H2 + O2 2H2O
Isso significa que 2 mols de H2 reagem com 1 mol de O2 para formar 2 mols de H2O. Vamos comparar com o que temos:
40 , mol , H22 = 20
20 , mol , O21 = 20
Como as duas proporções são iguais, ambos os reagentes estão na quantidade exata para reagir completamente, formando 40 mols de água, que confirma os 720 g de água mencionados ( 40 , mol times 18 , g/mol = 720 , g).

Passo 5

Agora, vamos ver o que acontece se colocarmos 160 g de hidrogênio mantendo a quantidade de oxigênio em 640 g. Primeiro, calculamos os mols de H2:
Mols de H2 = 160 , g2 , g/mol = 80 , mol
Mantendo o oxigênio em 640 g, temos:
Mols de O2 = 640 , g32 , g/mol = 20 , mol

Passo 6

Usando a reação balanceada 2H2 + O2 2H2O, precisamos ver qual reagente é o limitante. Para 80 mols de H2, a quantidade necessária de O2 seria:
80 , mol , H22 = 40 , mol , O2
Mas temos apenas 20 mols de O2, então o oxigênio é o reagente limitante.

Passo 7

Agora, vamos calcular quantos mols de água serão formados com 20 mols de O2:
2 , H2O por 1 , O2 Rightarrow 2 times 20 = 40 , mol , H2O
Convertendo isso para gramas:
40 , mol times 18 , g/mol = 720 , g , H2O

Resposta

Se colocarmos 160 g de hidrogênio mantendo 640 g de oxigênio, ainda assim serão formados 720 g de água, já que o oxigênio continua sendo o reagente limitante.

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