A reação de combustão completa da acetona pode ser representada pela equação não balanceada a seguir:
. Considere que essa reação foi feita sob pressão de
e temperatura de
. Determine o volume de
produzido quando 232 g de acetona forem totalmente consumidas durante a reação.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente precisa calcular o volume de dióxido de carbono (
) produzido na combustão completa de 232 g de acetona (
). Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e a Lei dos Gases Ideais. Primeiro, a gente vai balancear a equação química da reação, depois calcular as moles de acetona e, por fim, determinar o volume de
gerado nas condições dadas de pressão e temperatura.
Passo 2
Primeiro, vamos balancear a equação química da combustão da acetona:
Para balancear, contamos os átomos de cada elemento em ambos os lados:
- Carbono ©: 3 na acetona → precisa de 3
- Hidrogênio (H): 6 na acetona → precisa de 3
- Oxigênio (O): 1 na acetona + 2
= 1 + 2x no reagente; do produto: 32 + 31 = 9
Então, a equação balanceada fica:
Para facilitar, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
Passo 3
Agora, vamos calcular as moles de acetona (
). Primeiro, precisamos da massa molar da acetona:
- Carbono ©: 12 g/mol × 3 = 36 g/mol
- Hidrogênio (H): 1 g/mol × 6 = 6 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol × 1 = 16 g/mol
Total: 36 + 6 + 16 = 58 g/mol
Então, as moles de acetona são:
Passo 4
Pela equação balanceada, 2 moles de acetona produzem 6 moles de
. Então, a relação é:
Portanto, 4 moles de acetona vão gerar:
Passo 5
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar o volume de
produzido. A fórmula é:
Onde:
-
= pressão (1,4 atm) -
= volume (o que queremos encontrar) -
= número de moles (12 mol) -
= constante dos gases (0,0821 L·atm/mol·K) -
= temperatura em Kelvin (27°C + 273 = 300 K)
Rearranjando para
:
Passo 6
Vamos calcular:
Resposta
O volume de
produzido é aproximadamente 211 litros.