Etano é queimado com oxigênio para formar dióxido de carbono e água. 100 mol / h 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; O2 ; 2 50 %)

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
  • 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:
C2H6 + tfrac72,O2 longrightarrow 2,CO2 + 3,H2O

Passo 3

Agora a razão estequiométrica entre O₂ e C₂H₆ é:
nO2nC2H6 = 7/21 = 3,5
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
100100 = 1
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:
nC2H6,,necessário = nO23,5 = 1003,5 approx 28,57 mol á
Mas entraram 100 mol de etano, logo sobram
100 - 28,57 = 71,43 mol
Em percentual de excesso (relativo ao que foi consumido):
71,4328,57times 100% = 250%

Resposta

Razão estequiométrica O₂/C₂H₆ = 3,5; reagente limitante = O₂; excesso de etano = 250%.

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