O metanol,
, usado como combustível, pode ser produzido pela reação de monóxido de carbono com hidrogênio.
. Suponha que 356 g de CO e
de
sejam misturados e se permite que reajam.
a) Qual a massa de metanol pode ser produzida?
b) Qual a massa de reagente em excesso sobra quando todo o reagente limitante é consumido?
a) Qual a massa de metanol pode ser produzida?
b) Qual a massa de reagente em excesso sobra quando todo o reagente limitante é consumido?
Passo 1
Beleza, vamos resolver essa questão juntos! A gente tem uma reação química onde monóxido de carbono (
) reage com hidrogênio (
) para formar metanol (
). A equação da reação é:
Nos foram dadas 356 g de
e 65,0 g de
que vão reagir. Vamos precisar usar a estequiometria, que é a parte da química que nos ajuda a calcular as quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas. Vamos precisar converter as massas dadas em mols, descobrir qual reagente vai acabar primeiro (o limitante) e depois calcular quanto de metanol será produzido e quanto do reagente em excesso vai sobrar.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a massa molar de cada substância envolvida na reação:
-
: - C (Carbono) = 12,01 g/mol
- O (Oxigênio) = 16,00 g/mol
- Massa molar de
:
-
: - H (Hidrogênio) = 1,008 g/mol (cada átomo)
- Massa molar de
:
-
: - C = 12,01 g/mol
- H (4 átomos) =
- O = 16,00 g/mol
- Massa molar de
:
Agora, vamos converter as massas dos reagentes em mols usando a fórmula:
-
Mols de
: -
Mols de
:
Passo 3
Agora, vamos identificar qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual vai acabar primeiro e, portanto, vai determinar a quantidade de produto formado.
A equação balanceada nos diz que:
Isso significa que para cada mol de
, precisamos de 2 mols de
. Vamos verificar se temos
suficiente para reagir com todo o
disponível:
-
Mols de
necessários: -
Mols de
disponíveis:
Como temos 32,23 mols de
e precisamos apenas de 25,42 mols, o
é o reagente limitante. Isso significa que todo o
vai reagir e vai determinar a quantidade de metanol que pode ser formada.
Passo 4
Agora que sabemos que o
é o reagente limitante, vamos calcular a massa de metanol (
) que pode ser produzida. Pela estequiometria da reação, 1 mol de
produz 1 mol de
. Portanto:
-
Mols de
produzidos: -
Massa de
produzida:
Passo 5
Por último, vamos calcular quanto do reagente em excesso (
) vai sobrar depois que todo o
for consumido.
-
Mols de
utilizados: -
Mols de
que sobraram: -
Massa de
que sobra:
Resposta
a) A massa de metanol que pode ser produzida é aproximadamente 407,1 gramas.
b) A massa de
que sobra, ou seja, o reagente em excesso, é aproximadamente 13,73 gramas.