A combustão do butano, \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10}, produz \mathrm{CO}_{2} e água. Quando uma amostra de \mathrm{C}_{4} \mathrm{H}_{10} foi queimada, foram formados 4,46 \mathrm{~g} de água.
a) Escreva a equação química balanceada para a reação.
b) Quantos gramas de butano foram queimados?
c) Quantos gramas de \mathrm{O}_{2} foram consumidos?
d) Quantos gramas de \mathrm{CO}_{2} foram formados?

Passo 1

O enunciado trata da combustão do butano \mathrm{C_4H_{10}}, que produz \mathrm{CO_2} e água. Foi formado 4,46,g de água, e o que pedem é:
a) equação balanceada;
b) massa de butano consumido;
c) massa de \mathrm{O_2} consumido;
d) massa de \mathrm{CO_2} formada.
Para isso vamos usar balanceamento químico e estequiometria com molaridades e relações de mols.

Passo 2

Balanceando a reação, temos: \mathrm{2\,C_4H_{10} \;+\;13\,O_2 \;\longrightarrow\;8\,CO_2\;+\;10\,H_2O}

Passo 3

Calcular quantos mols de água correspondem a 4,46,g. A massa molar de \mathrm{H_2O} é M(H_2O)=2\cdot1+16=18,g/mol, logo
n(H_2O)=\frac{4,46}{18}=0,248\text{ mol}.
Da equação, 10 mol de \mathrm{H_2O} vêm de 2 mol de \mathrm{C_4H_{10}}, ou seja
n(C_4H_{10}) = n(H_2O)\times\frac{2}{10} =0,248\times0,2=0,0496\text{ mol}.
Como M(C_4H_{10})=4\cdot12+10\cdot1=58,g/mol, a massa de butano é
m(C_4H_{10})=0,0496\times58=2,88\text{ g}.

Passo 4

Para \mathrm{O_2}: da equação 2 mol de \mathrm{C_4H_{10}} consomem 13 mol de \mathrm{O_2}. Então
n(O_2) =0,0496\times\frac{13}{2} =0,0496\times6,5 =0,322\text{ mol}.
Com M(O_2)=32,g/mol,
m(O_2)=0,322\times32=10,31\text{ g}.

Passo 5

Para \mathrm{CO_2}: 2 mol de \mathrm{C_4H_{10}} formam 8 mol de \mathrm{CO_2}, logo
n(CO_2) =0,0496\times\frac{8}{2} =0,0496\times4 =0,1984\text{ mol}.
Com M(CO_2)=12+2\cdot16=44,g/mol,
m(CO_2)=0,1984\times44=8,73\text{ g}.

Resposta

a) \mathrm{2\,C_4H_{10} + 13\,O_2 \to 8\,CO_2 + 10\,H_2O}
b) 2,88,g de \mathrm{C_4H_{10}}
c) 10,31,g de \mathrm{O_2}
d) 8,73,g de \mathrm{CO_2}

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