• 2.71) Deseja-se preparar 100,0 g de acetileno, C2 H2, pela reação:
CaC2(s)+2 H2 O(l) Ca(OH)2(s)+C2 H2(g)
Quantos gramas de CaC2 (carbeto de cálcio) e de H2 O são necessários?

Passo 1

Beleza, aqui a gente quer preparar 100,0 g de acetileno, que é a molécula C2H2, a partir da reação
CaC2 (s) + 2,H2O (l) longrightarrow Ca(OH)2 (s) + C2H2 (g),
Isso é um exercício de estequiometria: a gente vai precisar calcular massas molares (usando tabela periódica) e aplicar proporções molares da reação.

Passo 2

Primeiro, calcula quantos mols de C2H2 correspondem a 100,0 g.
  1. Determinar a massa molar de C2H2:
$$M(\mathrm{C_2H_2}) = 2\times M(\mathrm C) + 2\times M(\mathrm H)
= 2\times 12{,}01 + 2\times 1{,}008 = 26{,}04\ \mathrm{g/mol}. M(C2H2) = 2times M( C) + 2times M( H) = 2times 12,01 + 2times 1,008 = 26,04 g/molún(\mathrm{C_2H_2}) = \frac{m}{M} = \frac{100{,}0\ \mathrm g}{26{,}04\ \mathrm{g/mol}}
\approx 3{,}84\ \mathrm{mol}.$$

Passo 3

Agora, pela reação, cada 1 mol de CaC2 gera 1 mol de C2H2. Logo, precisamos de 3,84 mol de CaC2.
  1. Massa molar de CaC2:
$$M(\mathrm{CaC_2}) = M(\mathrm{Ca}) + 2\times M(\mathrm C)
= 40{,}08 + 2\times12{,}01 = 64{,}10\ \mathrm{g/mol}. M(CaC2) = M(Ca) + 2times M( C) = 40,08 + 2times12,01 = 64,10 g/molm(\mathrm{CaC_2}) = n \times M = 3{,}84\ \mathrm{mol}\times64{,}10\ \mathrm{g/mol}
\approx 246{,}3\ \mathrm{g}.$$

Passo 4

Para a água, a reação pede 2 mol de H2O para cada 1 mol de CaC2. Então:
n(H2O) = 2 times 3,84 = 7,68 mol
Massa molar de H2O:
M(H2O) = 2times1,008 + 16,00 = 18,02 g/mol
Massa de água:
$$m(\mathrm{H_2O}) = 7{,}68\ \mathrm{mol}\times18{,}02\ \mathrm{g/mol}
\approx 138{,}4\ \mathrm{g}.$$

Resposta

Você vai precisar de aproximadamente
• 246,3 g de CaC2
• 138,4 g de H2O.

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