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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 4.1 - Ex. 55

55. Que condição inicial produziria o maior volume de dióxido de carbono na combustão de C H 4 ( g ) com excesso de gás oxigênio para produzir dióxido de carbono e água: (a) 2,0   L de C H 4 ( g ) ; (b) 2,00   g de C H 4 ( g ) ? Justifique sua resposta. O sistema é mantido na temperatura de 75 ° C em 1,00   a t m .

Passo 1

Bem! Primeiro vamos usar a equação de Clapeyron, tido como a lei geral dos gases, para determinar o número de mols de C H 4 ( g )   presente. Não esqueça que estamos avaliando duas condições, a fim de ver qual das duas é melhor:

P V = n R T

Onde para os dois casos, temos que:

P = 1   a t m T = 75   ° C = 75 + 273 K = 348   K R = 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K M M C H 4 = 16   g / m o l

Passo 2

Agora, vamos verificar quantos mols de C H 4 existem na primeira condição, em que temos 2 , 0   L de C H 4 ( g ) , usando a nossa equaçãozinha de Clapeyron:

( 1   a t m ) ( 2,0   L ) = n 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K ( 348   K )

n = ( 1   a t m ) ( 2,0   L ) 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K ( 348   K )

n ≅ 0,07   m o l s   d e   C H 4 ( g )  

Passo 3

E depois para a segunda condição, nem precisamos usar Clapeyron. Basta dividir a massa de C H 4 ( g ) , de 2,00   g , pela sua respectiva massa molar para obter o número de mols presente:

n = m M M ( C H 4 )

n = 2,00   g 16   g / m o l

n = 0,125   m o l s   d e   C H 4 ( g )    

É meio óbvio, que quanto maior o número de mols do reagente C H 4 ( g ) , maior será a quantidade de dióxido de carbono produzido. São relações diretamente proporcionais. Logo, 2,00   g de C H 4 ( g ) vão produzir mais dióxido de carbono.

Resposta

2,00   g de C H 4 ( g ) vão produzir mais dióxido de carbono.

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