Um motor a combustão interna queima octano (C₈H₁₈). A reação estequiométrica completa é:
Em um teste, a queima de 114 g de octano puro produziu 320 g de CO₂. Qual foi o rendimento percentual de reação em relação à produção de CO₂? (Dados: C=12 g/mol, H=1 g/mol, O=16 g/mol).
Passo 1
O enunciado dá a reação estequiométrica e as massas/constantes necessárias. Vou listar o que foi fornecido e o que a questão pede:
- Reação estequiométrica completa:
- Massa de octano que foi queimada:
de . - Massa real de
produzida no teste: - Massas atômicas fornecidas:
- Pergunta: qual o rendimento percentual da reação em relação à produção de
? Ou seja, comparar a massa real produzida com a massa de que deveria ser formada teoricamente a partir de de octano.
Passo 2
Calcular a massa molar do octano
. Explicação: a massa molar é a soma das massas atômicas multiplicadas pelos átomos de cada elemento na fórmula.
Substituindo os valores dados:
Observação simpática: curiosamente, a massa molar do octano é exatamente
, então
de octano corresponde exatamente a
— isso facilita bastante as contas.
Passo 3
Calcular o número de mols de octano queimados. Fórmula: número de mols = massa / massa molar.
Interpretação: a amostra continha exatamente
de octano.
Passo 4
Usar a estequiometria da reação para achar quantos mols de
seriam produzidos teoricamente por
de octano. Explicação da ideia: as proporções mol a mol vêm dos coeficientes na equação balanceada.
Da reação:
Isso significa que
de octano produzem
de
. Então,
de octano produz metade disso:
Como
,
Passo 5
Calcular a massa molar do
. Explicação:
tem um átomo de carbono e dois de oxigênio, então
Passo 6
Calcular a massa teórica de
formada a partir de
de octano usando: massa = número de mols
massa molar.
Interpretação: se a reação tivesse ocorrido com rendimento
, a queima de
de octano produziria
de
.
Passo 7
Calcular o rendimento percentual (percent yield). Fórmula do rendimento:
Substituindo os valores (massa real
, massa teórica
):
Arredondando de maneira prática para a prova (uma casa decimal é suficiente):