O gás cianogênio, \mathrm{C}_{2} \mathrm{~N}_{2} foi encontrado em gases no espaço. Ele pode reagir com flúor para formar tetrafluoreto de carbono e trifluoreto de nitrogênio.
\mathrm{C}_{2} \mathrm{~N}_{2(\mathrm{~g})}+7 \mathrm{~F}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow 2 \mathrm{CF}_{4(\mathrm{~g})}+2 \mathrm{NF}_{3(\mathrm{~g})}
Quantos mols de \mathrm{CF}_{4} são obtidos a partir de 13,75 \mathrm{~mol} de flúor?

Passo 1

O enunciado dá a reação balanceada e pede quantos mols de \mathrm{CF}_4 se obtêm a partir de 13,75 mol de flúor. Informações relevantes:
\mathrm{C}_2\mathrm{N}_2_{(g)} + 7\\ \mathrm{F}_2_{(g)} \rightarrow 2\\ \mathrm{CF}_4_{(g)} + 2\\ \mathrm{NF}_3_{(g)}
Dado: 13,75 mol de \mathrm{F}_2. Pedido: mols de \mathrm{CF}_4 formados (assumindo que o \mathrm{F}_2 é o reagente limitante ou que há excesso do outro reagente).

Passo 2

Entendendo a estequiometria da reação (a parte didática): os coeficientes estequiométricos na equação química indicam a proporção em mols entre substâncias. Aqui, a equação diz que:
  • 7 mol de \mathrm{F}_2 reagem para produzir 2 mol de \mathrm{CF}_4.
    Isso significa que a razão estequiométrica que relaciona \mathrm{F}_2 e \mathrm{CF}_4 é
\frac{2\\ \text{mol de }\mathrm{CF}_4}{7\\ \text{mol de }\mathrm{F}_2}.
Sempre que precisamos converter mols de um reagente para mols de produto, usamos essa razão como um fator de conversão.

Passo 3

Aplicando o fator de conversão: queremos transformar 13,75 mol de \mathrm{F}_2 em mols de \mathrm{CF}_4. Montamos a conta multiplicando pela razão estequiométrica apropriada:
\text{mols de }\mathrm{CF}_4 = 13,75\\ \text{mol }\mathrm{F}_2 \times \frac{2\\ \text{mol }\mathrm{CF}_4}{7\\ \text{mol }\mathrm{F}_2}.
Note que a unidade \mathrm{mol}\\ \mathrm{F}_2 cancela, sobrando mol de \mathrm{CF}_4.

Passo 4

Efetuando a operação passo a passo (mostrando a conta):
13,75 \times \frac{2}{7} = \frac{27,5}{7} = 3,928571\ldots
Isso nos dá 3,928571\ldots mol de \mathrm{CF}_4 antes do arredondamento.

Passo 5

Arredondamento e disciplina de algarismos significativos: o valor dado 13,75 tem quatro algarismos significativos, então é razoável apresentar a resposta com quatro algarismos significativos também. Arredondando 3,928571\ldots para quatro algarismos significativos obtemos 3,929 mol.

Resposta

3,929\\ \text{mol de }\mathrm{CF}_4

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