1{ }^{\underline{\text { a }}} Questão
O etanol, \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{OH}\left(\mathrm{d}=0,800 \mathrm{~g} \mathrm{~mL}^{-1}\right), queima em presença de oxigênio, segundo a equação:
Considere que os gases estão a 1,00 \mathrm{~atm} e 25,0^{\circ} \mathrm{C} e têm comportamento ideal. Desconsidere qualquer variação de pressão e temperatura durante os processos descritos.
a) Uma massa de 5,00 \mathrm{~g} de etanol foi queimada dentro de um recipiente fechado contendo 5,00 \mathrm{~L} de oxigênio. Mostre, com cálculos, o reagente limitante e a massa, em gramas, que irá sobrar do reagente em excesso, considerando que a reação é completa. Desconsidere o volume do etanol.
b) Em outra situação, calcule o rendimento percentual da reação, sabendo que a queima de 500 mL de etanol, em excesso de oxigênio, produziu 700 g de \mathrm{CO}_{2}.
c) Calcule o volume de \mathrm{CO}_{2}, em L, emitido por um carro movido a álcool, ao percorrer uma distância de 100 km . Considere que o álcool usado como combustível é etanol puro, que o carro está bem regulado (a combustão é completa) e percorre 10,0 \mathrm{~km} com 1,00 \mathrm{~L} de álcool.
Vou listar claramente o que o enunciado pede e todas as informações fornecidas (não resolvo nada ainda).
Enunciado pede:
a) Determinar o reagente limitante quando queima 5,00\\ \mathrm{g} de etanol em um recipiente que contém 5,00\\ \mathrm{L} de \mathrm{O}_2 (gases a 1,00\\ \mathrm{atm} e 25,0^\circ\mathrm{C}), e a massa em gramas do reagente em excesso que sobra, assumindo reação completa. Desconsidere o volume do etanol.
b) Calcular o rendimento percentual sabendo que a queima de 500\\ \mathrm{mL} de etanol (em excesso de \mathrm{O}_2) produziu 700\\ \mathrm{g} de \mathrm{CO}_2.
c) Calcular o volume de \mathrm{CO}_2 (em L) emitido por um carro que percorre 100\\ \mathrm{km}, com etanol puro, combustão completa, e consumo 10,0\\ \mathrm{km} por 1,00\\ \mathrm{L} de álcool.
Dados e constantes (peguei do enunciado):
Densidade do etanol: \rho = 0,800\\ \mathrm{g\\ mL^{-1}}.
Quantidade de \mathrm{O_2} necessária para reagir com todo o etanol disponível:
Pela estequiometria 1\\ \mathrm{mol} etanol precisa de 3\\ \mathrm{mol}\mathrm{O_2}. Logo
n disponível de \mathrm{O_2} é 0{,}2044\\ \mathrm{mol}.
n necessário para consumir todo o etanol é 0{,}3261\\ \mathrm{mol}.
Como 0{,}2044 < 0{,}3261, falta \mathrm{O_2} para consumir todo o etanol. Portanto o reagente limitante é \mathrm{O_2}; o etanol está em excesso.
Passo 4
Continuando item (a): calcular quanto de etanol sobra (massa do reagente em excesso).
Arredondando a três algarismos significativos: m_{\mathrm{sobra}}\approx 1{,}87\\ \mathrm{g}.
Passo 5
Resolução do item (b): rendimento percentual quando se queima 500\\ \mathrm{mL} de etanol (em excesso de \mathrm{O_2}) e obtém-se 700\\ \mathrm{g} de \mathrm{CO_2}.
Converter 500\\ \mathrm{mL} de etanol em massa usando a densidade 0{,}800\\ \mathrm{g\\ mL^{-1}}:
Volume de \mathrm{CO_2} a P=1{,}00\\ \mathrm{atm} e T=298{,}15\\ \mathrm{K} usando V=nRT/P. Como RT/P = 0{,}0821\cdot 298{,}15/1{,}00\approx 24{,}466\\ \mathrm{L\\ mol^{-1}}, então