Quando o ciclohexano (C6 H12) e o gás oxigênio (O2) entram em combustão, a reação produz CO2 e H2 O.
a. Escreva a equação química balanceada dessa reação.
b. Qual é a massa, em gramas, de gás oxigênio (O2) são necessários para reagir completamente com 3,0 mols de ciclohexano ( C6 H12 )?
c. Suponha que inicialmente foram colocados 6,0 mols de ciclohexano juntamente com 45,0 mols de gás oxigênio para reagir. Quem é o reagente limitante? Se ao final da reação foram obtidos 500 gramas de água, qual foi o rendimento desta reação?

Passo 1

O enunciado descreve a combustão do ciclohexano C6H12 com oxigênio O2, produzindo dióxido de carbono CO2 e água H2O. Vamos usar estequiometria de reações químicas para:
– (a) balancear a equação,
– (b) calcular a massa de O2 necessária para 3,0 mol de C6H12,
– (c) determinar o reagente limitante em 6,0 mol de C6H12 e 45,0 mol de O2, e calcular o rendimento se se obtiverem 500 g de H2O.

Passo 2

Balanceamento da reação de combustão.
Contamos átomos em cada membro e ajustamos coeficientes:
– Carbono: 6 átomos em C6H12 to precisamos de 6 CO2.
– Hidrogênio: 12 átomos em C6H12 to precisamos de 6 H2O.
– Oxigênio: do lado dos produtos temos 6times2 + 6times1 = 18 átomos to 9 O2.
Portanto, em bloco:
C6H12 + 9,O2 longrightarrow 6,CO2 + 6,H2O

Passo 3

b) Massa de O2 para 3,0 mol de C6H12.
Pela equação, 1 mol de C6H12 consome 9 mol de O2. Logo, para 3,0 mol:
n(O2) = 3,0 times 9 = 27 mol
A massa molar de O2 é 32 g/mol, então
m(O2) = 27 times 32 = 864 g

Passo 4

c ) Reagente limitante em mol de e mol de .
Necessidade estequiométrica de para mol de :
Como há apenas mol de , o oxigênio é o reagente limitante.

Passo 5

c 2) Rendimento com 500 g de H2O obtidos.
– Teoricamente, 9 mol de O2 produzem 6 mol de H2O, logo cada mol de O2 gera tfrac69=tfrac23 mol de H2O.
– Com 45,0 mol de O2 (limitante), formam-se
nteo(H2O) = 45,0 times tfrac23 = 30,0 mol
– Massa teórica de H2O:
mteo(H2O) = 30,0 times 18 = 540 g
– Rendimento percentual:
rendimento = 500540times100% approx 92,6%

Resposta

a) C6H12 + 9,O2 to 6,CO2 + 6,H2O
b) 864 g of O2
c) Reagente limitante: O2 Rendimento: 92,6%.

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