Qual a massa de gás oxigênio necessária para reagir com 560 g de monóxido de carbono, conforme a equação: \mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{~g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{~g}) ?

Passo 1

O enunciado nos dá as informações e pede o seguinte:
  • Dado: massa de monóxido de carbono m_{\mathrm{CO}} = 560\\ \mathrm{g}.
  • Reação fornecida: \mathrm{CO}(\mathrm{g})+\mathrm{O}_{2}(\mathrm{g}) \rightarrow \mathrm{CO}_{2}(\mathrm{g}).
  • Pedido: determinar a massa de \mathrm{O_2} necessária para reagir completamente com 560\\ \mathrm{g} de CO.
Informações relevantes que usarei (valores atômicos simples para facilitar cálculo de prova):
  • massa atômica do carbono: M_{\mathrm C}=12\\ \mathrm{g/mol};
  • massa atômica do oxigênio: M_{\mathrm O}=16\\ \mathrm{g/mol}.

Passo 2

Balancear a reação química (conservação de átomos).
Contando átomos na equação dada:
  • Lado reagente: 1 átomo de C (em CO) e 2 átomos de O (em O _2), mais 1 átomo de O em CO totalizando 3 átomos de O se somados sem coeficientes — melhor balancear com coeficientes inteiros.
    A equação balanceada é
2\,\mathrm{CO} + \mathrm{O_2} \longrightarrow 2\,\mathrm{CO_2}.
Verificação: à esquerda há 2 átomos de C e 2+2=4 átomos de O? Não, vamos contar corretamente: cada CO tem 1 O, então 2 CO têm 2 O; O _2 tem 2 O; total O à esquerda = 2+2=4. À direita, cada CO _2 tem 2 O e são 2 moléculas → 2\times2=4 átomos de O. Carbono à esquerda 2, à direita 2. Está balanceado.
Interpretação prática: para cada 2 mol de CO é necessário 1 mol de O _2. Portanto a razão molar é
\frac{n_{\mathrm{O_2}}}{n_{\mathrm{CO}}}=\frac{1}{2}.

Passo 3

Explicar o conceito de mol e massa molar (para prova).
  • A quantidade de matéria em mol, n, relaciona massa m e massa molar M pela fórmula
n=\frac{m}{M},
onde:
  • n é o número de mols (em \mathrm{mol});
  • m é a massa da substância (em \mathrm{g});
  • M é a massa molar ou massa molecular (em \mathrm{g/mol}).
Calcular as massas molares usando os valores atômicos que listei:
M_{\mathrm{CO}} = M_{\mathrm C} + M_{\mathrm O} = 12 + 16 = 28\\ \mathrm{g/mol},
M_{\mathrm{O_2}} = 2\cdot M_{\mathrm O} = 2\cdot 16 = 32\\ \mathrm{g/mol}.

Passo 4

Calcular quantos mols de CO correspondem a 560\\ \mathrm{g}.
Usando n=\dfrac{m}{M}:
n_{\mathrm{CO}}=\frac{m_{\mathrm{CO}}}{M_{\mathrm{CO}}}=\frac{560}{28}=20\\ \mathrm{mol}.
Comentário rápido: dá um número redondo ( 20\\ \mathrm{mol}), ótimo para prova.

Passo 5

Usar a razão estequiométrica para achar os mols de \mathrm{O_2} necessários.
Da equação balanceada temos \dfrac{n_{\mathrm{O_2}}}{n_{\mathrm{CO}}}=\dfrac{1}{2}. Então
n_{\mathrm{O_2}}=\frac{1}{2}\,n_{\mathrm{CO}}=\frac{1}{2}\cdot 20 = 10\\ \mathrm{mol}.

Passo 6

Converter os mols de \mathrm{O_2} em massa.
Usando m=nM:
m_{\mathrm{O_2}}=n_{\mathrm{O_2}}\cdot M_{\mathrm{O_2}}=10\cdot 32 = 320\\ \mathrm{g}.

Resposta

320\\ \mathrm{g\\ of\\ O_2}

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