Quanta água é produzida quando uma mistura contendo 100 g de \mathrm{H}_{2} e 100 g de \mathrm{O}_{2} reage explosivamente, conforme a equação: 2 \mathrm{H}_{2}+\mathrm{O}_{2} \rightarrow 2 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O} ?

Passo 1

O enunciado pede a quantidade de água formada quando uma mistura de 100 g de \mathrm{H}_{2} e 100 g de \mathrm{O}_{2} reage segundo a reação
2\,\mathrm{H}_{2} + \mathrm{O}_{2} \longrightarrow 2\,\mathrm{H}_{2}O.
O conteúdo é estequiometria e reagente limitante.

Passo 2

Calcular quantos mols de \mathrm{H}_{2} temos: a massa molar de \mathrm{H}_{2} é 2 g/mol, então
n_{\mathrm{H}_{2}} = \frac{100\text{ g}}{2\text{ g/mol}} = 50\text{ mol}.

Passo 3

Calcular quantos mols de \mathrm{O}_{2} temos: a massa molar de \mathrm{O}_{2} é 32 g/mol, logo
n_{\mathrm{O}_{2}} = \frac{100\text{ g}}{32\text{ g/mol}} = 3{,}125\text{ mol}.

Passo 4

Determinar o reagente limitante pela relação estequiométrica. Para cada 2 mol de \mathrm{H}_{2} é necessário 1 mol de \mathrm{O}_{2}. Se todo o \mathrm{H}_{2} reagisse, precisaríamos
\frac{50\text{ mol }\mathrm{H}_{2}}{2} = 25\text{ mol }\mathrm{O}_{2},
mas só há 3{,}125 mol de \mathrm{O}_{2}. Logo, \mathrm{O}_{2} é o limitante.

Passo 5

Usando o limitante \mathrm{O}_{2}, calculamos a quantidade de \mathrm{H}_{2}O produzida. A reação indica que cada 1 mol de \mathrm{O}_{2} gera 2 mol de \mathrm{H}_{2}O. Assim,
n_{\mathrm{H}_{2}O} = 2 \times n_{\mathrm{O}_{2}} = 2 \times 3{,}125 = 6{,}25\text{ mol}.

Passo 6

Converter os mols de água em massa: a massa molar de \mathrm{H}_{2}O é 18 g/mol, então
m_{\mathrm{H}_{2}O} = 6{,}25\text{ mol} \times 18\text{ g/mol} = 112{,}5\text{ g}.

Resposta

A massa de água produzida é 112{,}5 g.

Exercícios relacionados