*2.72) Sob apropriadas condições, octano,
, queima em oxigênio para formar dióxido de carbono e água. Se
de octano e
de oxigênio são misturados e reagem, qual reagente está em excesso? De quanto será esse excesso?
Passo 1
Beleza, vamos lá! O enunciado diz que 12,0 g de octano (fórmula C₈H₁₈) e 50,0 g de O₂ reagem para formar CO₂ e H₂O. A matéria aqui é estequiometria (balanço de equação, cálculo de mols, reagentes limitantes e reagente em excesso). Para resolver, a gente vai precisar:
- Balancear a equação químico.
- Calcular a massa molar de cada substância e converter gramas em mols.
- Ver qual reagente acaba primeiro (limitante) e ver quanto sobra do outro (excesso).
Passo 2
Primeiro, balancear a reação:
Balanceando carbono e hidrogênio, a forma mais simples é:
(ou multiplicando tudo por 2 para evitar fração:
Mas a versão com 12,5 é ok pra este cálculo.)
Passo 3
Agora, vamos achar quantos mols a gente tem de cada um:
- Massa molar do octano,
:
Mols de octano:
- Massa molar do oxigênio,
:
Mols de O₂:
Passo 4
Pela estequiometria balanceada (versão com fração), cada mol de
precisa de 12,5 mol de
. Então, para 0,1053 mol de octano a gente precisaria de:
Mas a gente tem 1,5625 mol de O₂ disponível. Como 1,5625 mol > 1,3163 mol, sobra oxigênio. Logo, o octano é o reagente limitante e o O₂ está em excesso.
Passo 5
Para achar o excesso de O₂:
Mols de O₂ que sobram = 1,5625 mol – 1,3163 mol = 0,2462 mol
Convertendo para gramas:
Mols de O₂ que sobram = 1,5625 mol – 1,3163 mol = 0,2462 mol
Convertendo para gramas:
Resposta
O oxigênio (
) está em excesso, sobrando aproximadamente 7,9 g.