Em certo processo de produção do ácido acético, o oxigênio é borbulhado numa solução de acetaldeído, sob determinada pressão, a 60^circ C, na presença de acetato de magnésio como catalisador. Considere uma experiência em que 20,0 g de acetaldeído e 10,0 g de oxigênio foram colocados num recipiente, onde ocorreu a reação descrita acima, e determine a massa, em grama:
de ácido acético produzido, supondo que o rendimento da reação foi de 75 %;

Passo 1

Resumo do enunciado: temos uma reação de oxidação do acetaldeído (CH₃CHO) com O₂ para formar ácido acético (CH₃COOH).
Conteúdo da matéria: estequiometria de reação química e cálculo de rendimento.
O que vamos precisar:
  1. Reação química balanceada;
  2. Cálculo da massa molar de cada substância;
  3. Determinar o reagente limitante;
  4. Calcular o rendimento teórico e, depois, aplicar o rendimento real de 75 %.

Passo 2

Escrevendo e balanceando a reação:
CH3CHO ;+;tfrac12,O2;longrightarrow;CH3COOH
Isso significa que 1 mol de acetaldeído reage com 0,5 mol de O₂ para dar 1 mol de ácido acético.
Agora, calculamos as massas molares (M):
MCH3CHO = 2times12,01 + 4times1,008 + 16,00 = 44,05;g/mol
MO2 = 2times16,00 = 32,00;g/mol
MCH3COOH = 2times12,01 + 4times1,008 + 2times16,00 = 60,05;g/mol

Passo 3

Convertendo as massas iniciais em mols:
nCH3CHO = 20,0; g44,05;g/mol approx 0,454;mol
nO2 = 10,0; g32,00;g/mol = 0,313;mol
Para consumir totalmente 0,454 mol de CH₃CHO, precisaríamos de
0,454;moltimes12 = 0,227;mol de O2
Como há 0,313 mol de O₂ disponível (> 0,227 mol), o reagente limitante é o acetaldeído (CH₃CHO).

Passo 4

O rendimento teórico de ácido acético (em mol) é igual ao mol de acetaldeído consumido, pois a estequiometria dá 1:1:
nCH3COOH, teórico = nCH3CHO = 0,454;mol ó
Convertendo para massa:
mteórico = nCH3COOH, teóricotimes MCH3COOH = 0,454;moltimes60,05;g/mol approx27,27; g óó

Passo 5

Como o rendimento real da reação é de 75 %, a massa obtida é:
mreal = mteóricotimes0,75 = 27,27; g times0,75 approx20,45; g ó

Resposta

A massa de ácido acético produzida (com 75 % de rendimento) é aproximadamente 20,5 g.

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