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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. 56

56. Que condição inicial produziria o maior volume de dióxido de carbono na combustão de C 2 H 4 ( g ) com excesso de gás oxigênio para produzir dióxido de carbono e água: (a) 1,0   L de C 2 H 4 ( g ) ; (b) 1,20   g de C 2 H 4 ( g ) ? Justifique sua resposta. O sistema é mantido na temperatura de 45 ° C em 2,00   a t m .

Passo 1

Bom! Primeiro vamos usar a equação de Clapeyron, tido como a lei geral dos gases, para determinar o número de mols de C 2 H 4 ( g )     presente. Não esqueça que estamos avaliando duas condições, para ver qual delas é mais satisfatória:

P V = n R T

Onde, para os dois casos temos que:

P = 2   a t m T = 45   ° C = 45 + 273 K = 318   K R = 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K M M C 2 H 4 = 28   g / m o l

Passo 2

Agora, vamos verificar quantos mols de C 2 H 4 existem na primeira condição, em que temos 1,0   L de   C 2 H 4 ( g ) , usando a nossa equação de Clapeyron:

( 2   a t m ) ( 1,0   L ) = n 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K ( 318   K )

n = ( 2   a t m ) ( 1,0   L ) 0,08206 a t m ⋅ L m o l ⋅ K ( 318   K )

n ≅ 0,0766   m o l s   d e     C 2 H 4 ( g )  

Passo 3

E depois para a segunda condição, nem precisamos usar Clapeyron. Basta dividir a massa de   C 2 H 4 ( g ) , de 1,20   g , pela sua respectiva massa molar para obter o número de mols presente:

n = m M M (   C 2 H 4 )

n = 1,20   g 28   g / m o l

n ≅ 0,0428   m o l s   d e     C 2 H 4 ( g )    

É meio óbvio, que quanto maior o número de mols do reagente C 2 H 4 ( g ) , maior será a quantidade de dióxido de carbono. São relações diretamente proporcionais. Logo, 1,00   L de   C 2 H 4 ( g ) vai produzir mais dióxido de carbono.

Resposta

1,00   L de C 2 H 4 ( g ) vai produzir mais dióxido de carbono.

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