Question

Como determinar a massa do dióxido de carbono que se obtém, quando se utilizam 3,5litros do gás metano nas CNTP, conforme a equação: CH⁴+O²→CO²+H²O (dados:H=1,C=12,e O=16).

Answer 1

Aparentemente, o problema que você conhecia sobre estequiometria, mas com gases.

× Esses tipos de problemas podem ser um pouco complicados desde o início porque já estamos acostumados com estequiometria massa-massa, mol-mol e massa-mol, estes se caracterizam por ter uma reação química de dois ou mais elementos criando uma substância.

• Aparentemente, o problema nos diz que temos 3,5 litros de gás metano (CH₄) e queremos saber quantos gramas de dióxido de carbono (CO₂) produzimos.

Aparentemente parece um pouco estranho passar de litros para gramas, poderíamos fazer isso com a densidade que tem, mas como não temos isso, podemos pegar as condições em que o gás se encontra, o metano está em condições CNTP, que são a sigla para condições naturais de temperatura e pressão.

Essas condições são quando a temperatura do gás é igual a 273 graus Kelvin e a pressão é igual a 1 atmosfera, desde que 1 mol de gás esteja nessas condições ele terá um volume de 22,4 litros, então aparentemente temos uma proporção que pode ser resolvido pela regra de três, que consiste em encontrar uma variável com a proporcionalidade de 3 variáveis diferentes.

$\sf mols ~ CH_4 ~~~~ Volume ~ CH_4$

$\sf 1~ mol ~ CH_4~~~~ 22,4~ L~ CH_4$

$\sf x~ mol ~ CH_4~~~~ 3,5~ L~ CH_4$

• Podemos multiplicar por extremos e dividir pelo último termo, de modo que os mols de 3,5 litros de metano são:

$\sf x ~ mol ~ CH_4 = \dfrac{3,5~ L~ CH_4\cdot 1~ mol ~ CH_4}{22,4 ~ L~ CH_4}$

$\sf x ~ mol ~ CH_4 = \dfrac{3,5~ mol ~ CH_4}{22,4 }$

$\sf x ~ mol ~ CH_4 \approx 0.156~mol$

Agora, para calcular os gramas que produzimos com 0,156 mols de metano, vamos usar a seguinte equação balanceada:

$\sf CH_4 +2O_4 \to CO_2 +2 H_2 O$

• Literalmente 1 mol de metano produz 1 mol de dióxido de carbono, então nenhum cálculo seria necessário porque podemos dizer que 0,156 mol de metano produz 0,156 mol de dióxido de carbono.

Calculamos a massa molar do dióxido de carbono para isso podemos usar uma tabela periódica e encontrar a massa molar de cada elemento que forma a substância e tentar multiplicar pelo número de átomos que a substância ou composto possui.

$\sf MM(CO_2) = 12 + 2(16)$

$\sf MM(CO_2) = 12 + 32$

$\sf MM(CO_2) = 44\ g/mol$

• Agora multiplicamos essa massa molar pelos mols do composto.

$\sf m( CO_2 ) = 44~g/\not mol\cdot 0.156~ \not mol$

$\boxed{\boxed{\sf m( CO_2 ) \approx 6.864~ g}}$

• Com 3,5 litros de metano produzimos aproximadamente 6.864 gramas de dióxido de carbono.

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