Em certo processo de produção do ácido acético, o oxigênio é borbulhado numa solução de acetaldeído, sob determinada pressão, a
, na presença de acetato de magnésio como catalisador. Considere uma experiência em que
de acetaldeído e
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
;
de ácido acético produzido, supondo que o rendimento da reação foi de
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:
Conteúdo da matéria: estequiometria de reação química e cálculo de rendimento.
O que vamos precisar:
- Reação química balanceada;
- Cálculo da massa molar de cada substância;
- Determinar o reagente limitante;
- Calcular o rendimento teórico e, depois, aplicar o rendimento real de 75 %.
Passo 2
Escrevendo e balanceando a reação:
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):
Passo 3
Convertendo as massas iniciais em mols:
Para consumir totalmente 0,454 mol de CH₃CHO, precisaríamos de
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:
Convertendo para massa:
Passo 5
Como o rendimento real da reação é de 75 %, a massa obtida é:
Resposta
A massa de ácido acético produzida (com 75 % de rendimento) é aproximadamente 20,5 g.