A reação de metano e água é uma forma de se preparar o hidrogênio para a utilização como combustível:
CH4(g)+H2 O(g) CO(g)+3 H2(g)
Se a reação inicia-se com 995 g de CH4 e 2510 g de água:
Que massa do reagente em excesso permanece ao final da reação?
Resp.: a) CH4; b) 375 g ; c) 1390 g de água

Passo 1

Beleza, vamos recapitular o que o exercício pede. A reação é
CH4(g) + H2O(g) ;longrightarrow; CO(g) + 3,H2(g)
É um exercício de estequiometria: identificar o reagente limitante, depois calcular quanto sobra do reagente em excesso. Para isso a gente vai precisar de:
  1. Massa molar de cada substância.
  2. Converter massa (g) em número de mol (mol).
  3. Usar a proporção molar da reação (1:1 entre CH₄ e H₂O).
  4. Achar a sobra em mol e converter de volta pra gramas.

Passo 2

Primeiro, calculamos os mols iniciais de cada reagente.
Massa molar:
MCH4 = 12,0 + 4times1,0 = 16,0 g/mol, MH2O = 2times1,0 + 16,0 = 18,0 g/mol
Agora os mols:
nCH4 = 995 g16,0 g/mol approx 62,19 mol, nH2O = 2510 g18,0 g/mol approx 139,44 mol

Passo 3

A equação pede 1 mol de CH₄ para cada 1 mol de H₂O.
  • Temos 62,19 mol de CH₄ ⇒ precisaria de 62,19 mol de H₂O.
  • Temos 139,44 mol de H₂O, que é bem mais do que 62,19 mol.
Logo, CH₄ vai acabar primeiro (reagente limitante) e H₂O sobra (reagente em excesso).

Passo 4

Calculamos quantos mols de H₂O não reagiram:
nH₂O, excesso = nH2O,inicial - nH2O,reagido = 139,44 - 62,19 = 77,25 mol
Transformando de volta pra massa:
mH₂O, excesso = nH₂O, excesso times MH2O = 77,25 mol times 18,0 g/mol approx 1390 g

Resposta

O reagente em excesso é a água, e a massa que permanece ao final da reação é aproximadamente 1390 g.

Exercícios relacionados