Quantos gramas de
(b) água são formados quando 525 g de propano, \mathrm{C}_{3} \mathrm{H}_{8} são aquecidos com oxigênio, \mathrm{O}_{2} ?

Passo 1

O enunciado pede: “Quantos gramas de água são formados quando 525\\ \text{g} de propano, \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8, são aquecidos com oxigênio, \mathrm{O}_2?”\n
Informações dadas:
  • massa de propano: 525\\ \text{g}.
  • reagente com o qual o propano reage: \mathrm{O}_2 (pressupomos que há oxigênio suficiente para a combustão completa).
  • pedido: massa de água formada (em gramas).\n
    Não começarei a resolver ainda; só listei o que foi dado e o que se pede.

Passo 2

Escrevemos a equação química da combustão do propano (fórmula molecular conhecida):\n
\mathrm{C}_3\mathrm{H}_8 + \mathrm{O}_2 \rightarrow \mathrm{CO}_2 + \mathrm{H}_2\mathrm{O}\n
Essa é a forma não balanceada. Agora vamos balancear para saber a proporção molar entre reagentes e produtos.

Passo 3

Balanceamento da reação (explicando o raciocínio):\n
  • Carbono: existem 3 átomos de carbono em \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8, logo precisamos de 3 \mathrm{CO}_2.\n
  • Hidrogênio: existem 8 átomos de hidrogênio em \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8, logo precisamos de 4 \mathrm{H}_2\mathrm{O} (cada molécula de água tem 2 H, então 8/2=4).\n
  • Oxigênio: do lado dos produtos temos 3 \mathrm{CO}_2 que contribuem com 3\times 2 = 6 átomos de O, e 4 \mathrm{H}_2\mathrm{O} que contribuem com 4\times 1 = 4 átomos de O, totalizando 6+4=10 átomos de O. Cada molécula de \mathrm{O}_2 tem 2 átomos de O, então precisamos de 10/2=5 \mathrm{O}_2.\n
    Portanto a equação balanceada é:\n
\mathrm{C}_3\mathrm{H}_8 + 5\\ \mathrm{O}_2 \rightarrow 3\\ \mathrm{CO}_2 + 4\\ \mathrm{H}_2\mathrm{O}

Passo 4

Interpretação estequiométrica útil para a prova (aula rápida):\n
  • Coeficientes estequiométricos indicam razão molar. Aqui, 1 mol de \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8 produz 4 mol de \mathrm{H}_2\mathrm{O}.\n
  • Portanto, para calcular massa de água formada a partir de uma massa de propano, o procedimento é:\n
    1. converter massa de \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8 em mols usando a massa molar;\n
    2. usar a razão molar para obter mols de \mathrm{H}_2\mathrm{O};\n
    3. converter esses mols de \mathrm{H}_2\mathrm{O} em gramas usando a massa molar da água.\n
      Agora vamos aplicar isso passo a passo.

Passo 5

Calcular a massa molar do propano e converter 525\\ \text{g} em mols.\n
  • Massa atômica aproximada: carbono \approx 12{,}01\\ \text{g·mol}^{-1}, hidrogênio \approx 1{,}008\\ \text{g·mol}^{-1}.\n
  • Massa molar de \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8:\n
M(\mathrm{C}_3\mathrm{H}_8)=3\times 12{,}01 + 8\times 1{,}008 = 36{,}03 + 8{,}064 = 44{,}094\\ \text{g·mol}^{-1}\n
  • Mols de propano:\n
n(\mathrm{C}_3\mathrm{H}_8)=\frac{525\\ \text{g}}{44{,}094\\ \text{g·mol}^{-1}} \approx 11{,}909\\ \text{mol}

Passo 6

Usar a razão molar para obter os mols de água.\n
Da equação balanceada, 1 mol de \mathrm{C}_3\mathrm{H}_8 produz 4 mol de \mathrm{H}_2\mathrm{O}. Portanto:\n
n(\mathrm{H}_2\mathrm{O}) = 4 \times n(\mathrm{C}_3\mathrm{H}_8) = 4 \times 11{,}909 \approx 47{,}636\\ \text{mol}\n
(Explicação curta: multiplica-se pelos coeficientes estequiométricos; isso é padrão em problemas de combustão.)

Passo 7

Converter os mols de água em massa (gramas).\n
  • Massa molar da água: hidrogênio \approx 1{,}008, oxigênio \approx 16{,}00, então\n M(\mathrm{H}_2\mathrm{O}) = 2\times 1{,}008 + 16{,}00 = 18{,}016\\ \text{g·mol}^{-1}\n
  • Massa de água formada:\n
m(\mathrm{H}_2\mathrm{O}) = n(\mathrm{H}_2\mathrm{O}) \times M(\mathrm{H}_2\mathrm{O}) \approx 47{,}636 \times 18{,}016 \approx 857{,}9\\ \text{g}

Passo 8

Arredondamento e conclusão (como dar resposta na prova):\n
  • A massa inicial de propano ( 525\\ \text{g}) tem três algarismos significativos, então é razoável expressar a resposta com três algarismos significativos.\n
  • Assim a massa de \mathrm{H}_2\mathrm{O} formada é aproximadamente 858\\ \text{g}.\n
    Força: você seguiu o procedimento padrão — balancear, converter em mols, usar razão molar, converter de volta — e isso resolve a maioria dos exercícios de estequiometria sem mistério.

Resposta

858\\ \text{g}

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