Questāo 5
o etanol (
) pode ser obtido pela fermentação de açúcares ou por processos sintéticos.
Considere a reação de combustāo completa do etanol (reação com
produzindo
e
).
Qual o volume de oxigênio gasoso, nas CNTP, necessário para queimar completamente 46 g de etanol?
Considere a reação de combustāo completa do etanol (reação com
Qual o volume de oxigênio gasoso, nas CNTP, necessário para queimar completamente 46 g de etanol?
Passo 1
O que o enunciado pede e o que nos dá:
- Pedido: calcular o volume de oxigênio gasoso necessário, nas CNTP, para queimar completamente
de etanol. - Dados fornecidos:
- Massa de etanol:
. - Informação implícita: é combustão completa com
produzindo e . - Condições CNTP: usar o volume molar do gás nas CNTP, que vale
(cada mol de gás ocupa esse volume).
- Massa de etanol:
Passo 2
Calcular a massa molar do etanol passo a passo (pegando os massas atômicas inteiras usuais:
,
,
):
- Fórmula:
. - Contribuição de carbono:
. - Contribuição de hidrogênio:
. - Contribuição de oxigênio:
. - Soma:
.
Logo a massa molar do etanol é.
Breve explicação didática: a massa molar é a massa de um mol da substância; para compostos soma-se a massa de cada elemento multiplicada pela quantidade de átomos desse elemento na fórmula.
Passo 3
Determinar quantos mols de etanol correspondem a
:
- Usar a relação
, onde é número de mols, é massa e é massa molar. - Substituindo:
Interpretação:
de etanol é exatamente
mol — foi proposital no enunciado para facilitar.
Passo 4
Escrever e balancear a reação de combustão completa do etanol:
- Reação tentativa:
. - Justificativa dos produtos: cada
vira e cada par de forma ; para tem C → e H → .
- Justificativa dos produtos: cada
- Contar átomos de oxigênio no produto:
átomos de O. - No reagente aparece
átomo de O proveniente do etanol mais átomos vindos de . Igualando: - Reação balanceada:
Didática curta sobre balanceamento: conta-se átomos de cada elemento nos dois lados e ajusta-se coeficientes inteiros mínimos para que a quantidade de cada átomo seja igual nos dois lados.
Passo 5
Relacionar quantidade de etanol com a de
usando estequiometria:
- Da equação balanceada,
mol de consome mol de . - Como temos
, a quantidade de necessária é
Passo 6
Converter mols de
para volume nas CNTP:
- Nas CNTP, o volume molar é
. Isso significa que mol de qualquer gás ideal ocupa nessas condições. - Volume necessário:
Pequeno lembrete prático: multiplicar mols pelo volume molar dá o volume do gás.
Passo 7
Interpretação final e checagem rápida:
- Passos principais conferem:
de etanol = , que pede de , e mol de gás nas CNTP ocupam . - Unidade final está em litros, adequada para volume gasoso.