Question

Uma amostra de 80 g de metano, com pureza de 80%, foi utilizada para produzir gás hidrogênio, conforme a reação abaixo:

CH4 + H2O → CO + 3 H2

Considerando que esse processo teve rendimento de 75%, determine o volume de gás hidrogênio produzido nas CNTP. Massa molar do CH4 = 16 g · mol-1 e volume molar nas CNTP = 22,4 L · mol-1.

Answer 1

Resposta:

Parte pura: massa de CH4 = 80% de 80 g = 64 g

Essa é a massa que produzirá o gás hidrogênio. A partir da reação, podemos construir a seguinte relação em quantidade de matéria:

1 CH4 + 1 H2O → 1 CO + 3 H2

1 mol de CH4        1 mol de H2O        1 mol de CO         3 mol de H2

Agora, vamos calcular o volume de gás hidrogênio produzido, caso a reação apresentasse rendimento de 100%. Proporção dos coeficientes:

1 mol de CH4 — 3 mol de H2

Massa molar: 16 g/mol de CH4

Volume molar: 22,4 L de H2

Grandezas envolvidas: 1 mol · 16 g/mol de CH4 —  3 mol · 22,4 g/mol de H2

Dados da situação estudada: 64 g de CH4 ______ x

x = 268,8 L de H2

Em seguida, precisamos determinar o volume de gás hidrogênio para o rendimento de 75%.

268,8 L de H2 — rendimento de 100%

V — rendimento de 75%

V = 201,6 L de H2