(2.0) Em um experimento,
de etanol
foram completamente queimados em presença de oxigênio, produzindo
de dióxido de carbono.
a) Escreva e balanceie a equação química.
b) Calcule o rendimento teórico de
.
c) Calcule o rendimento percentual da reação,
a) Escreva e balanceie a equação química.
b) Calcule o rendimento teórico de
c) Calcule o rendimento percentual da reação,
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado dá e o que pede (sem resolver ainda):
-
Dados fornecidos:
- Massa de etanol:
de . - Produto medido:
de . - A reação é a combustão completa em presença de oxigênio.
- Massa de etanol:
-
Perguntas do enunciado:
a) Escrever e balancear a equação química.
b) Calcular o rendimento teórico de(massa que deveria ser formada a partir de de etanol).
c) Calcular o rendimento percentual da reação, isto é,.
Passo 2
Escrever a equação de combustão (forma não balanceada) e identificar os produtos típicos de combustão completa de um combustível orgânico:
Agora vamos balancear por elementos.
Passo 3
Balanceamento por etapas (contagem de átomos):
- Carbono: há 2 átomos de C em
, logo precisam aparecer átomos de C nos produtos. Cada tem 1 C, então colocamos coeficiente em :
- Hidrogênio: há
átomos de H no etanol; cada tem 2 H, então precisamos de moléculas de água para totalizar 6 H. Colocamos coeficiente em :
- Oxigênio: contar átomos de O no lado dos produtos:
-
contribui com átomos de O. -
contribui com átomos de O. - Total no produto =
átomos de O.
No reagente, o etanol já temátomo de O, então os devem fornecer os outros átomos de O, ou seja moléculas de .
-
Portanto a equação balanceada é:
Passo 4
Explicar e calcular mols: conceito e fórmula.
Definição: o número de mols de uma substância é dado por
Definição: o número de mols
onde
é a massa (em gramas) e
é a massa molar (em
).
Calcular a massa molar do etanol
somando as massas atômicas:
Cálculo:
Arredondando adequadamente:
.
Agora calcular o número de mols de etanol presentes em
:
Passo 5
Usar a estequiometria da equação balanceada para obter mols teóricos de
.
Da equação balanceada temos a razão:
Logo:
Calcular a massa teórica de
. Primeiro a massa molar de
:
Então a massa teórica:
Arredondando com consistência de algarismos significativos (os dados iniciais têm 3 algarismos significativos):
Passo 6
Calcular o rendimento percentual usando a fórmula:
Substituindo os valores (rendimento real dado:
; rendimento teórico calculado:
):
Interpretação rápida: é um rendimento alto (cerca de
), indicando que a reação foi bastante eficiente, mas não perfeita — pequenas perdas ou medições podem explicar a diferença.