Metilhidrazina
é comumente utilizado como combustível de foguete. A combustão desse composto com oxigênio produz
e
.
Passo 1
O enunciado dá a reação de combustão da metilhidrazina e apresenta a equação química:
Informações que temos:
é o combustível (metilhidrazina). \n
Coeficientes apresentados na equação: para
,
para
,
para
,
para
e
para
.\n
O que tipicamente se pede numa questão desse tipo (e que vou resolver):\n
Coeficientes apresentados na equação:
O que tipicamente se pede numa questão desse tipo (e que vou resolver):\n
- Verificar se a equação está balanceada (conservação de átomos) e, se necessário, balanceá‑la.\n
- A partir da equação balanceada, extrair razões estequiométricas (moles reagente ⇄ produtos) e, se pedido, calcular massas envolvidas por mol ou por grama do combustível.\n
Passo 2
Vamos verificar conservação de átomos contando cada tipo na equação dada (usar contagem direta para ver se está balanceada).\n
Contagem do lado dos reagentes (usando a equação tal como escrita):\n
Contagem do lado dos reagentes (usando a equação tal como escrita):\n
- Carbono: na molécula
há átomo de C → total C.\n - Nitrogênio:
tem átomos de N → total N.\n - Hidrogênio:
tem átomos de H → total H.\n - Oxigênio:
moléculas de correspondem a átomos de O.\n
Contagem do lado dos produtos:\n - Carbono:
moléculas de → átomos de C.\n - Nitrogênio:
moléculas de → átomos de N.\n - Hidrogênio:
moléculas de → átomos de H.\n - Oxigênio:
de trazem átomos de O e de trazem átomos de O; total átomos de O.\n
Comparando: C (1 ≠ 2), N (2 ≠ 4), H (6 ≠ 12), O (10 = 10).\n
Conclusão: a equação, como escrita, não está balanceada para C, N e H (o oxigênio ficou balanceado por acaso). Precisamos ajustar coeficientes inteiros para conservar todos os átomos.
Passo 3
Método para balancear: usar coeficientes inteiros e a conservação de átomos para C, H, N e O.\n
Escrevo coeficientes genéricos:
Escrevo coeficientes genéricos:
Agora escrevo equações por tipo de átomo:\n
- Carbono:
\n - Nitrogênio:
\n - Hidrogênio:
\n - Oxigênio:
\n
Substituindoe na equação do oxigênio:
Para obter coeficientes inteiros menores, escolhemos
(o menor inteiro que elimina a fração
). Assim:
Logo a equação balanceada é:
Passo 4
Verificação final da conservação de átomos (com a equação balanceada):\n
- Carbono:
(reagentes) e (produtos). OK.\n - Nitrogênio:
e . OK.\n - Hidrogênio:
e . OK.\n - Oxigênio:
e . OK.\n
Tudo confere — equação balanceada corretamente.
Passo 5
Agora vamos extrair razões estequiométricas úteis e calcular massas por mol de combustível.\n
Da equação balanceada, os coeficientes estequiométricos (em mols) são:\n
Da equação balanceada, os coeficientes estequiométricos (em mols) são:\n
-
mol de reagem com mol de .\n
Portanto, pormol de precisamos de
Passo 6
Cálculo de massas (usar massas atômicas aproximadas:
,
,
,
, unidades em
).\n
Massa molar da metilhidrazina :
Massa molar da metilhidrazina
Massa molar do
:
Por
mol de
precisamos de
mol de
, logo a massa de
necessária por mol de combustível é:
Assim, para cada mol de combustível (que tem
) precisamos de
de
.\n
Massa de necessária por grama de combustível:
Massa de
(aproximando,
).
Passo 7
Moles e massas dos produtos gerados por
mol de
:\n
Dos coeficientes: para mol de combustível obtém‑se
mol de
,
mol de
e
mol de
. Portanto, por
mol de combustível obtemos:\n
Dos coeficientes: para
-
mol de , mol de e mol de .\n
Massas usando massas molares (; ; ):\n -
, que coincide com a massa dos reagentes por mol de combustível (
), confirmando conservação de massa.)
Passo 8
Resumo prático (como usar isso numa prova):\n
- Primeiro verifique contagem de átomos; se houver fração nos coeficientes, multiplique para obter inteiros mínimos.\n
- Extraia razões molares diretamente dos coeficientes para fazer cálculos de massa: converta massa → mol (usando massa molar), aplique proporção estequiométrica, volte para massa se necessário.\n
Exemplo rápido de aplicação: se eu tivessede , quantos gramas de preciso?\n - passo 1: moles de combustível =
\n - passo 2: moles de
necessários = \n - passo 3: massa de
\n
Use esse protocolo quando aparecerem quantidades numéricas no enunciado.
Resposta
Por
mol de
:
necessários (
por mol de combustível).\n
Massa molar .\n
Massa de por grama de combustível
.\n
Produtos por mol de combustível:
mol
(
),
mol
(
),
mol
(
).
Massa molar
Massa de
Produtos por