40 g de H2(g) são misturados em recipiente fechado com 40 g de O2(g) para formar H2 O. Qual a quantidade, em gramas, do produto formado?

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que a questão pede e qual matéria a gente vai usar.
Enunciado resumido: “Misturamos 40 g de H₂(g) com 40 g de O₂(g) num recipiente fechado e eles reagem formando H₂O. Quanto em gramas de água sai dessa reação?”
Conteúdo: este é um exercício de estequiometria com reagente limitante. A gente vai precisar de:
  1. Equação química balanceada.
  2. Cálculo de massas molares e transformação de massa em mol.
  3. Identificar o reagente limitante.
  4. Calcular quantos mols de produto podem ser formados e, por fim, converter pra gramas.

Passo 2

Primeiro, escreve e balanceia a equação química:
2,H2(g) + O2(g) to 2,H2O(l)
Isso indica que 2 mols de H₂ reagem com 1 mol de O₂ para produzir 2 mols de H₂O.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de cada reagente temos.
  • Massa molar do H₂: aproximadamente 2,0;g/mol.
  • Massa molar do O₂: aproximadamente 32,0;g/mol.
Então:
n(H2)=40;g2,0;g/mol=20;mol
n(O2)=40;g32,0;g/mol=1,25;mol

Passo 4

A gente precisa ver qual reagente acaba primeiro, ou seja, quem é o limitante. Pela equação, para cada 1 mol de O₂ precisamos de 2 mols de H₂.
  • Se usássemos todo o O₂ (1,25 mol), precisaríamos de 2times1,25=2,5;mol de H₂.
  • Mas a gente tem 20 mol de H₂ disponível, bem mais do que os 2,5 mol necessários.
Isso mostra que o O₂ é o reagente limitante (ele vai acabar primeiro), e sobra H₂.

Passo 5

Com O₂ limitante, calculamos quantos mols de H₂O são formados. A equação diz que 1 mol de O₂ gera 2 mols de H₂O. Logo:
n(H2O)=2times n(O2)=2times1,25=2,5;mol

Passo 6

Só falta transformar mols de H₂O em gramas. A massa molar da água é 18,0;g/mol.
m(H2O)=n(H2O)times M(H2O)=2,5;moltimes18,0;g/mol=45;g

Resposta

A massa de água formada é de 45 g.

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