Quantas gramas de água são produzidas a partir de 20 g de gás oxigênio? E 45 g de gás hidrogênio?

Passo 1

O enunciado pede para determinar quantas gramas de água são produzidas a partir de uma dada massa de gás oxigênio e de uma dada massa de gás hidrogênio. O conteúdo envolvido é estequiometria de reações químicas, em que convertemos massa em número de mols e usamos razão de coeficientes estequiométricos para achar a massa de produto.

Passo 2

Escrevemos a reação balanceada de formação da água:
2\,\mathrm{H}_{2} + \mathrm{O}_{2} \to 2\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}
Isso indica que 1 mol de \mathrm{O}_{2} produz 2 mols de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O} e que 2 mols de \mathrm{H}_{2} também produzem 2 mols de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.

Passo 3

Calculamos as massas molares dos reagentes e do produto:
A massa molar de \mathrm{O}_{2} é
M(\mathrm{O}_{2}) = 32\,\text{g/mol},
a de \mathrm{H}_{2} é
M(\mathrm{H}_{2}) = 2\,\text{g/mol},
e a da água é
M(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}) = 18\,\text{g/mol}.

Passo 4

Para 20 g de \mathrm{O}_{2}:
  1. Número de mols de \mathrm{O}_{2}:
n(\mathrm{O}_{2}) = \frac{20\,\text{g}}{32\,\text{g/mol}} = 0{,}625\,\text{mol}.
  1. Pela estequiometria, cada mol de \mathrm{O}_{2} gera 2 mols de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}, logo
n(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}) = 2 \times 0{,}625 = 1{,}25\,\text{mol}.
  1. Massa de água formada:
m(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}) = 1{,}25\,\text{mol} \times 18\,\text{g/mol} = 22{,}5\,\text{g}.

Passo 5

Para 45 g de \mathrm{H}_{2}:
  1. Número de mols de \mathrm{H}_{2}:
n(\mathrm{H}_{2}) = \frac{45\,\text{g}}{2\,\text{g/mol}} = 22{,}5\,\text{mol}.
  1. Pela estequiometria, 2 mols de \mathrm{H}_{2} geram 2 mols de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}, logo cada mol de \mathrm{H}_{2} gera 1 mol de água. Então
n(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}) = 22{,}5\,\text{mol}.
  1. Massa de água formada:
m(\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}) = 22{,}5\,\text{mol} \times 18\,\text{g/mol} = 405\,\text{g}.

Resposta

Para 20 g de \mathrm{O}_{2}: 22{,}5 g de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.
Para 45 g de \mathrm{H}_{2}: 405 g de \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}.

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