O metano reage com oxigênio para formar dióxido de carbono e água. Se temos uma mistura com 8 m o l d e C H4 e 1 2 m o l de O2, determine:
A quantidade máxima de água formada.

Passo 1

Beleza, vamos recapitular rapidinho o problema e ver o que precisamos.
Enunciado: “O metano reage com oxigênio para formar dióxido de carbono e água. Se temos uma mistura com mol de e mol de , determine a quantidade máxima de água formada.”
Conteúdo: este é um exercício de estequiometria e reagente limitante.
O que vamos precisar:
  • A equação química balanceada.
  • O conceito de reagente limitante (aquele que acaba antes e determina quanto produto surge).
  • Razões mol-mol da reação para calcular quantos mols de água aparecem.

Passo 2

Primeiro, escreve e balanceia a reação:
CH4 + 2,O2 ;longrightarrow; CO2 + 2,H2O
Por que é assim?
  • O C do metano vira CO₂ (já tá 1 pra 1).
  • O H do metano são 4, então precisamos de 2 mol de H₂O (2×2 H = 4 H).
  • Pra formar 2 mol de H₂O (que usam 2×1 O), precisamos de 2 mol de O₂ (que têm 2×2 O = 4 átomos de O).
Agora a estequiometria diz:
  • 1 mol de CH₄ consome 2 mol de O₂ e gera 2 mol de H₂O.

Passo 3

A gente vê qual reagente limita a reação:
  • Se usássemos os 8 mol de CH₄, precisaríamos de mol de O₂.
  • Mas só temos 12 mol de O₂.
Então o oxigênio é o limitante (porque 12 mol < 16 mol), e a reação vai parar quando o O₂ acabar.

Passo 4

Como o O₂ é limitante, calculamos quantos mols de H₂O ele gera:
  • Pela equação, 2 mol de O₂ → 2 mol de H₂O.
  • Logo, para cada 1 mol de O₂ consumido, sai 12;mol;O2times2;mol;H2O2;mol;O2 ;=;12;mol;H2O mol de H₂O.
  • Temos 12 mol de O₂, então a água formada é

Resposta

A quantidade máxima de água formada é 12 mol de H₂O.

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