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:
do reagente, em excesso.
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:
– 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:
- Balançar a equação química.
- Calcular moles de cada reagente.
- Determinar quem é limitante e quem fica em excesso.
- 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 + 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:
Em química, a gente converte massa em mol usando:
onde
é número de mols,
é massa e
massa molar.
Passo 3
Calculando os mols:
– Acetaldeído (CH₃CHO), :
– Acetaldeído (CH₃CHO),
– 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:
Cada mol de CH₃CHO precisa de 0,5 mol de O₂. Então, para 0,4545 mol de CH₃CHO, o O₂ necessário é:
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:
Convertendo para gramas:
Resposta
A massa do reagent e em excesso (O₂) que sobra é 2,73 g.