A combustāo completa do etano produz dióxido de carbono e água. Quantos mols de
são necessários para que ocorra a combustăo completa de 20 mols de etano? Expresse essa quantidade também em termos de massa, sabendo-se que a massa molar do O é
.
Passo 1
O enunciado pede duas coisas claras:
- Quantos mols de
são necessários para que ocorra a combustão completa de de etano ( ). - Expressar essa quantidade de
também em termos de massa, sabendo que a massa molar do átomo de oxigênio é .
Informações fornecidas pelo enunciado:
(e a massa molar do oxigênio:
).
Passo 2
Primeiro precisamos balancear a equação química. Lembrando que ao balancear respeitamos a conservação do número de átomos de cada elemento entre reagentes e produtos. Vou contar átomos por elemento no lado dos reagentes e no dos produtos e escolher coeficientes inteiros que igualem as quantidades.
Escrevo a equação com coeficientes desconhecidos:
Contagem de átomos vindo do etano (
):
- Carbono:
átomos → no produto cada tem C, então preciso de para conservar carbono. - Hidrogênio:
átomos → cada tem H, então preciso de porque .
Agora conte oxigênios no lado dos produtos:
- Em
mol de há átomos de O. - Em
mol de há átomos de O.
Total de átomos de O nos produtos:.
Cada molécula de
tem
átomos de O, logo o número de moléculas de
necessárias é
.
A equação balanceada (com fração) fica:
Se preferir coeficientes inteiros, multiplica tudo por
:
Passo 3
Agora interpretamos a estequiometria: a equação balanceada nos dá a razão molar entre reagentes e produtos.
Da forma unitária:
Da forma unitária:
Isso significa: para cada
de etano consumido, são necessários
de
.
Passo 4
Aplicamos a razão molar ao caso pedido (
de etano). Calculemos os mols de
necessários:
Passo 5
Agora convertemos os
de
para massa. Primeiro calculamos a massa molar de
. Como a massa molar do átomo de O é dada como
, temos:
Passo 6
A massa de
é dada por
. Portanto:
Convertendo para quilogramas: