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:
do reagente, em excesso.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que a questão pede e o que a gente vai usar.
– Enunciado resumido: numa reação de oxidação do acetaldeído (CH₃CHO) com oxigênio (O₂) gera ácido acético (CH₃COOH). Colocaram 20,0 g de CH₃CHO e 10,0 g de O₂ e a gente tem que descobrir qual reagente sobra e a massa que sobra.
– Conteúdo: reagente limitante, estequiometria e conceito de mol.
– Vamos precisar:
  1. Balançar a equação química.
  2. Calcular moles de cada reagente.
  3. Determinar quem é limitante e quem fica em excesso.
  4. Calcular a massa que sobra do reagente em excesso.

Passo 2

Balançando a reação e explicando a teoria:
CH₃CHO + ½ O₂ → CH₃COOH
Cada mol de acetaldeído usa meio mol de O₂. Esse “½” vem pra conservar os átomos de oxigênio. Pra trabalhar certinho a gente diz:
CH3CHO + tfrac12,O2 longrightarrow CH3COOH
Em química, a gente converte massa em mol usando:
n = mM
onde é número de mols, é massa e massa molar.

Passo 3

Calculando os mols:
– Acetaldeído (CH₃CHO), nrm CH3CHO = 20,044,0 = 0,4545;mol :
nrm O2 = 10,032,0 = 0,3125;mol
– Oxigênio (O₂), :

Passo 4

Descobrindo o reagente limitante:
Cada mol de CH₃CHO precisa de 0,5 mol de O₂. Então, para 0,4545 mol de CH₃CHO, o O₂ necessário é:
0,4545 times 0,5 = 0,2273;mol O2
Como temos 0,3125 mol de O₂, sobra O₂. O CH₃CHO é o limitante e o O₂ fica em excesso.

Passo 5

Calculando o excesso de O₂:
nrm O2,,sobra = 0,3125 - 0,2273 = 0,0852;mol
Convertendo para gramas:
mrm O2,,sobra = 0,0852 times 32,0 = 2,73;g

Resposta

A massa do reagent e em excesso (O₂) que sobra é 2,73 g.

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