Question

Se 4,44 L do gás H2, medidos a 74,5 kPa e 25 °C, são queimados em excesso de oxigênio para formar água, quantos litros de oxigênio medidos à mesma temperatura e pressão são consumidos?

Answer 1

A reação de queima do gás hidrogênio é dada por:
2H2(g) + O2(g) ---> 2H2O
Pela reação (já balanceada) nota-se que 2mols de hidrogênio precisam reagir com 1mol de oxigênio na proporção.

Precisamos então calcular quantos mols de H2(g) foram queimados e assim, achar o número de mols de O2(g) consumidos.

Pela equação dos gases ideais temos:
P.V=n.R.T
n=P.V/R.T

Temos:
V=4,44L=0,00444m³
T=25°C=298K
P=74,5kPa=74500Pa
R=8,314 Pa.m³/mol.K

Substituindo os valores:
n=P.V/R.T
n=74500.0,00444/(8,314.298)=0,13351mols de H2
Como 2mols de H2 precisam de 1 (a metade)  mol de oxigenio na reação:
n(O2)=n(H2)/2
n(O2)=0,13351/2=0,066755mols de O2

Como em um gás ideal o volume será função do número de mols (independende da substância)
Fazemos uma regra de 3:
Se 0,1336mol de H2 ocupam 4,44L, 0,066755mols de O2 ocuparão:

0,13351mol ---------- 4,44
0,066755mol ----------- X
X=2,22L

MAS, caso queiraa o calculo pela equação:
Calculamos o V que 0,668mols de O2 ocupa nas mesmas condições do H2
n=P.V/R.T

Isolando o V:
V=n.R.T/P
n=0,066755
R=8,314Pa.m³/mol.K
T=298K
P=74500Pa

Substituindo os valores:
V=n.R.T/P
V=0,066755.8,314.298/74500
V=2,22L de O2

Espero ter ajudado :)