Etano é queimado com oxigênio para formar dióxido de carbono e água.
de cada reagente são alimentados em um forno. Determine: a razão estequiométrica entre o oxigênio e o etano; o reagente limitante; e a porcentagem em que o outro está em excesso. (R:3,5;
%)
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é entender uma reação de combustão do etano com oxigênio pra dar CO₂ e H₂O. A matéria é estequiometria: a gente vai precisar do balanceamento da reação, da razão de consumo dos reagentes, e de como descobrir quem é limitante e quanto sobra do outro.
Passo 2
Primeiro a gente precisa balancear a reação:
C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O
C₂H₆ + O₂ → CO₂ + H₂O
- O etano (C₂H₆) tem 2 átomos de carbono, então vira 2 CO₂.
- Tem 6 átomos de hidrogênio, então vira 3 H₂O.
Agora olhamos o oxigênio: - No lado dos produtos, 2 CO₂ têm 4 O e 3 H₂O têm 3 O, total 7 átomos de O.
- Como O₂ traz 2 átomos de oxigênio, precisamos de 7/2 moléculas de O₂.
Ficando:
Passo 3
Agora a razão estequiométrica entre O₂ e C₂H₆ é:
Isso quer dizer que, para cada 1 mol de etano, a gente precisa de 3,5 mol de oxigênio.
Passo 4
Na prática alimentamos 100 mol/h de cada um. A razão real é
Como 1 < 3,5, não temos oxigênio suficiente: o O₂ é o reagente limitante.
Passo 5
Para achar quanto de etano sobra em excesso, calculamos quanto de C₂H₆ seria consumido pelos 100 mol de O₂:
Mas entraram 100 mol de etano, logo sobram
Em percentual de excesso (relativo ao que foi consumido):
Resposta
Razão estequiométrica O₂/C₂H₆ = 3,5; reagente limitante = O₂; excesso de etano = 250%.