Questão 53662eb8-36
Prova:
Disciplina:
Assunto:
A reação de combustão de um dos componentes
do gás de cozinha, o gás butano, pode ser representada
pela seguinte equação química não balanceada:
C4
H10(g) + O2(g) → CO2(g) + H2
O(l). Considerando que o
volume molar de um gás ideal, nas CNTP é 22.4 L/mol, é
correto afirmar:
A reação de combustão de um dos componentes
do gás de cozinha, o gás butano, pode ser representada
pela seguinte equação química não balanceada:
C4
H10(g) + O2(g) → CO2(g) + H2
O(l). Considerando que o
volume molar de um gás ideal, nas CNTP é 22.4 L/mol, é
correto afirmar:
A
São necessários 13 mols de gás oxigênio para reagir
com 2 mols de gás butano.
B
De acordo com a Lei das Proporções Definidas,
dobrando-se as massas dos gases butano e
oxigênio, as massas de CO2
e de água aumentarão
três vezes.
C
A queima de 58 g de gás butano produzirá 9.0 g de
água.
D
Quando são queimados 232.0 g de gás butano,
são utilizados 98.6 L de gás oxigênio nas CNTP.
Gabarito comentado
Talita Goulart Graduação e Mestrado em Engenharia Química pela UFRRJ, Doutoranda em Engenharia Química pela COPPE/UFRJ, Professora de Química.
Para a resolução dessa questão é
importante entender as relações numéricas envolvidas na reação apresentada.
Dessa forma, analisemos as alternativas:
A) CORRETA – Para saber a quantidade de mols de oxigênio necessária para reagir com 2 mols de C4H10 é preciso primeiramente balancear a equação. Essa equação pode ser balanceada pelo método de tentativas, uma vez que é uma equação simples. Sendo assim, é possível seguir a “regra do macho", que sugere uma ordem a ser seguida no balanceamento, em que se inicia pelo metal, seguido por ametal, carbono, hidrogênio e oxigênio, respectivamente. Logo, iniciando o balanceamento pelo carbono, como são 4 carbonos no reagente (C4H10), basta colocar um 4 na frente do CO2 no produto. Para balancear o hidrogênio, como são 10 no reagente (C4H10), basta colocar um 5 na frente do H2O. Por fim, para balancear o oxigênio, como são 13 no produto, pode-se colocar um 13/2 na frente do O2:
1 C4H10(g) + 13/2 O2(g) → 4 CO2(g) + 5 H2O(l)
Com as informações em mol obtidas pela equação, sabe-se que 1 mol de C4H10 reage com 13/2 mols de O2. Para saber quantos mols de O2 reagem com 2 mols de C4H10 basta multiplicar 13/2 por 2, que é igual a 13. Logo, a afirmação está correta.
B) ERRADA – De acordo com a Lei de Proporções Definidas, a relação entre as massas das substâncias presentes na reação é sempre a mesma. Dessa forma, dobrando-se as massas dos gases butano e oxigênio, as massas de CO2 e de água aumentarão duas vezes cada.
C) ERRADA – De acordo com a equação balanceada mostrada na alternativa A, 1 mol de C4H10 produz 5 mols de H2O. A partir das massas molares (MM) é possível passar essa informação para gramas:
MM (C4H10) = (4 ∙ 12 + 10 ∙ 1) g = 58 g
MM (H2O) = (2 ∙ 1 + 16) g = 18 g
Dessa forma, sabe-se que em 1 mol de C4H10 tem-se 58 g, que, de acordo com a reação, produz 5 mols de H2O, ou, 5 ∙ 18 g = 90 g. Logo, a queima de 58 g de C4H10 produz 90 g de água.
D) ERRADA – De acordo com a equação balanceada mostrada na alternativa A, 1 mol de C4H10 reage com 13/2 mols de O2. Sabe-se que nas CNTP, em 1 mol de gás ideal há 22,4 L. Como em 1 mol de C4H10 há 58 g, para saber quantos litros de O2 são necessários para reagir com 232 g de C4H10 basta realizar uma regra de três simples:
58 g de C4H10 reage com 13/2 ∙ 22,4 L de O2
232 ---------- X
X = 232 ∙ 13/2 ∙ 22,4/58 = 2 ∙ 13 ∙ 22,4 = 582,4 L de O2.
Sendo assim, são utilizados 582,4 L de gás oxigênio nas CNTP na queima de 232 g de butano.
Gabarito do Professor: Letra A.
A) CORRETA – Para saber a quantidade de mols de oxigênio necessária para reagir com 2 mols de C4H10 é preciso primeiramente balancear a equação. Essa equação pode ser balanceada pelo método de tentativas, uma vez que é uma equação simples. Sendo assim, é possível seguir a “regra do macho", que sugere uma ordem a ser seguida no balanceamento, em que se inicia pelo metal, seguido por ametal, carbono, hidrogênio e oxigênio, respectivamente. Logo, iniciando o balanceamento pelo carbono, como são 4 carbonos no reagente (C4H10), basta colocar um 4 na frente do CO2 no produto. Para balancear o hidrogênio, como são 10 no reagente (C4H10), basta colocar um 5 na frente do H2O. Por fim, para balancear o oxigênio, como são 13 no produto, pode-se colocar um 13/2 na frente do O2:
1 C4H10(g) + 13/2 O2(g) → 4 CO2(g) + 5 H2O(l)
Com as informações em mol obtidas pela equação, sabe-se que 1 mol de C4H10 reage com 13/2 mols de O2. Para saber quantos mols de O2 reagem com 2 mols de C4H10 basta multiplicar 13/2 por 2, que é igual a 13. Logo, a afirmação está correta.
B) ERRADA – De acordo com a Lei de Proporções Definidas, a relação entre as massas das substâncias presentes na reação é sempre a mesma. Dessa forma, dobrando-se as massas dos gases butano e oxigênio, as massas de CO2 e de água aumentarão duas vezes cada.
C) ERRADA – De acordo com a equação balanceada mostrada na alternativa A, 1 mol de C4H10 produz 5 mols de H2O. A partir das massas molares (MM) é possível passar essa informação para gramas:
MM (C4H10) = (4 ∙ 12 + 10 ∙ 1) g = 58 g
MM (H2O) = (2 ∙ 1 + 16) g = 18 g
Dessa forma, sabe-se que em 1 mol de C4H10 tem-se 58 g, que, de acordo com a reação, produz 5 mols de H2O, ou, 5 ∙ 18 g = 90 g. Logo, a queima de 58 g de C4H10 produz 90 g de água.
D) ERRADA – De acordo com a equação balanceada mostrada na alternativa A, 1 mol de C4H10 reage com 13/2 mols de O2. Sabe-se que nas CNTP, em 1 mol de gás ideal há 22,4 L. Como em 1 mol de C4H10 há 58 g, para saber quantos litros de O2 são necessários para reagir com 232 g de C4H10 basta realizar uma regra de três simples:
58 g de C4H10 reage com 13/2 ∙ 22,4 L de O2
232 ---------- X
X = 232 ∙ 13/2 ∙ 22,4/58 = 2 ∙ 13 ∙ 22,4 = 582,4 L de O2.
Sendo assim, são utilizados 582,4 L de gás oxigênio nas CNTP na queima de 232 g de butano.
Gabarito do Professor: Letra A.