09 (UFPE-PE) Considere a reação de produção do metanol (álcool metílico) CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH(ℓ) Se 48,0 g de H2(g) são adicionados a 140 g de CO(g), e o rendimento da reação é 100%, pede-se: a) a massa do reagente em excesso que resta no final. b) a massa de álcool metílico obtida. (Dados: H = 1; C = 12; O = 16)

Question

09 (UFPE-PE) Considere a reação de produção do metanol (álcool metílico) CO(g) + 2 H2(g) → CH3OH(ℓ) Se 48,0 g de H2(g) são adicionados a 140 g de C...

Ed · Answer

Para resolver essa questão, precisamos primeiro determinar a quantidade de cada reagente em mols e, em seguida, identificar qual deles é o limitante.

1. **Cálculo dos mols de CO e H₂:**
   - Para o CO:
     - Massa molar do CO = 12 (C) + 16 (O) = 28 g/mol
     - Mols de CO = 140 g / 28 g/mol = 5 mol

- Para o H₂:
     - Massa molar do H₂ = 2 (H) = 2 g/mol
     - Mols de H₂ = 48 g / 2 g/mol = 24 mol

2. **Análise da reação:**
   A reação é: CO(g) + 2 H₂(g) → CH₃OH(ℓ)
   - Para cada mol de CO, são necessários 2 mols de H₂.
   - Portanto, para 5 mols de CO, precisamos de 5 * 2 = 10 mols de H₂.

3. **Identificação do reagente limitante:**
   - Temos 24 mols de H₂ disponíveis, mas apenas 10 mols são necessários para reagir com 5 mols de CO.
   - O CO é o reagente limitante, pois ele se esgotará primeiro.

4. **Cálculo da massa de metanol (CH₃OH) produzida:**
   - A reação produz 1 mol de CH₃OH para cada mol de CO.
   - Portanto, a partir de 5 mols de CO, serão produzidos 5 mols de CH₃OH.
   - Massa molar do CH₃OH = 12 (C) + 3 (H) + 16 (O) = 32 g/mol
   - Massa de CH₃OH = 5 mol * 32 g/mol = 160 g

5. **Cálculo do reagente em excesso:**
   - Usamos 10 mols de H₂ para reagir com 5 mols de CO.
   - Mols de H₂ restantes = 24 mols - 10 mols = 14 mols.
   - Massa de H₂ restante = 14 mol * 2 g/mol = 28 g.

**Resumindo:**
a) A massa do reagente em excesso que resta no final é 28 g de H₂.
b) A massa de álcool metílico obtida é 160 g de CH₃OH.

Se precisar de mais alguma coisa, é só avisar!

Ed · Answer

Para resolver essa questão, primeiro precisamos determinar o reagente limitante da reação. Em seguida, podemos calcular a massa do reagente em excesso que resta no final e a massa de álcool metílico obtida.

1. Calcular a quantidade de mols de cada reagente:
- Para o CO(g): 140 g de CO(g)
n(CO) = m/M = 140 g / 28 g/mol = 5 mols de CO
- Para o H2(g): 48,0 g de H2(g)
n(H2) = m/M = 48,0 g / 2 g/mol = 24 mols de H2

2. Determinar o reagente limitante:
A partir da estequiometria da reação, sabemos que a proporção é 1 mol de CO para 2 mols de H2. Assim, para reagir completamente, seriam necessários 10 mols de H2 para os 5 mols de CO. Como temos apenas 5 mols de CO, o reagente limitante é o CO.

3. Calcular a massa do reagente em excesso que resta no final:
Como o CO é o reagente limitante, todo o H2 será consumido. Portanto, a massa do reagente em excesso (H2) que resta no final será zero.

4. Calcular a massa de álcool metílico obtida:
A partir da estequiometria da reação, 1 mol de CO produz 1 mol de CH3OH.
M(CO) = 12 g/mol
M(CH3OH) = 12 + 3(1) + 16 = 32 g/mol

Massa de CH3OH produzida:
m(CH3OH) = n(CH3OH) * M(CH3OH)
m(CH3OH) = 5 mols * 32 g/mol = 160 g

Portanto, a massa de álcool metílico obtida é 160 g.

Espero que esses cálculos tenham ajudado!

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