A reação de combustão completa da acetona pode ser representada pela equação não balanceada a seguir: C3 H6 O(1)+O2(g) CO2(g)+H2 O(l). Considere que essa reação foi feita sob pressão de 1,4 atm e temperatura de 27^circ C. Determine o volume de CO2 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 ( CO2) produzido na combustão completa de 232 g de acetona ( C3H6O). 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 CO2 gerado nas condições dadas de pressão e temperatura.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química da combustão da acetona:
C3H6O + O2 CO2 + H2O
Para balancear, contamos os átomos de cada elemento em ambos os lados:
  • Carbono ©: 3 na acetona → precisa de 3 CO2
  • Hidrogênio (H): 6 na acetona → precisa de 3 H2O
  • Oxigênio (O): 1 na acetona + 2 O2 = 1 + 2x no reagente; do produto: 32 + 31 = 9
Então, a equação balanceada fica:
C3H6O + 92O2 3CO2 + 3H2O
Para facilitar, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
2C3H6O + 9O2 6CO2 + 6H2O

Passo 3

Agora, vamos calcular as moles de acetona ( C3H6O). 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:
Mo<=s de acetona = 232 g58 g/mol = 4 mol

Passo 4

Pela equação balanceada, 2 moles de acetona produzem 6 moles de CO2. Então, a relação é:
6 mol CO22 mol C3H6O = 3 mol CO2 por mol de acetona
Portanto, 4 moles de acetona vão gerar:
4 mol times 3 = 12 mol CO2

Passo 5

Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar o volume de CO2 produzido. A fórmula é:
PV = nRT
Onde:
  • P = pressão (1,4 atm)
  • V = volume (o que queremos encontrar)
  • n = número de moles (12 mol)
  • R = constante dos gases (0,0821 L·atm/mol·K)
  • T = temperatura em Kelvin (27°C + 273 = 300 K)
Rearranjando para V:
V = nRTP = 12 times 0,0821 times 3001,4

Passo 6

Vamos calcular:
V = 12 times 0,0821 times 3001,4 = 12 times 24,631,4 = 295,561,4 approx 211 L

Resposta

O volume de CO2 produzido é aproximadamente 211 litros.

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