Estequiometria

por Diegomedbh Qua 28 Mar 2012, 20:42

Um mol de um gás ideal, mantido a 25 °C e a 1 atm de pressão, ocupa um volume de 25 L. Considere agora um recipiente rígido de 50,00 L contendo uma mistura eqüimolecular de hidrogênio (H‚) e oxigênio (O‚), mantida a 25 °C e a 1,00 atm de pressão, e que apresenta comportamento ideal. Por meio de uma vela de ignição, uma faísca elétrica detona a mistura, resultando na formação de água.

Das afirmativas abaixo, referentes ao experimento descrito, assinale a CORRETA.

a) Ao final da reação existirá apenas água no recipiente.
b) Ao final da reação sobrarão 32 g de oxigênio.
c) Haverá a formação de 18 g de água.
d) A massa total contida no sistema, após a reação, será maior que a massa inicial.
e) Na reação, o hidrogênio foi reduzido.

Gabarito C

por **[Planck]³** Qui 29 Mar 2012, 23:00

H₂_(g)+O₂_(g) --> H₂O_(l)

Perceba:
No recipiente:
x mol de hidrogênio mais x mol de oxigênio (pois é equimolecular)

Só reage:
x mol de hidrogênio reage apenas com x/2 mol de oxigênio com excesso de x/2 mol de oxigênio.

Como o recipiente possui 50 litros, terei 25 l para x mol de hidrogênio e 25 l para x/2 mol de oxigênio, pois como a pressão parcial dos gases depende do número de mols das partículas no recipiente e estes são iguais, haverá equivalencia de volumes.

25 l ------ 1mol, logo x=1 mol

12,5 l que reage e 12,5 l em excesso ------1/2 mol, logo x/2=1/2 mol

Portanto:
H₂_(g)+1/2O₂_(g) --> H₂O_(l)

2 gramas de H2 + 16 gramas que reage de O2 + 16 gramas em excesso de O2 = 18 gramas de água + 16 gramas de oxigênio (Lei da conservação das massas de Lavoisier).

Show de bola essa questão. Abraços. Very Happy

por Diegomedbh Sex 30 Mar 2012, 19:13

Planck disse:

H2(g)+O2(g) --> H2O(l)

Perceba:
No recipiente:
x mol de hidrogênio mais x mol de oxigênio (pois é equimolecular)
Só reage:
x mol de hidrogênio reage apenas com x/2 mol de oxigênio com excesso de x/2 mol de oxigênio.

Isso ocorre devido a estequiometria da reação.
x H2(g) + x/2 O2(g) -----> xH20(l)

Logo, como mistura é equimolar há sobra x/2 mol de O2.

Planck disse: Como o recipiente possui 50 litros, terei 25 l para x mol de hidrogênio e 25 l para x/2 mol de oxigênio, pois como a pressão parcial dos gases depende do número de mols das partículas no recipiente e estes são iguais, haverá equivalencia de volumes.

25 l ------ 1mol, logo x=1 mol

Não entendi essa relação que você fez entre o volume do recipiente com a quantidade de mols da mistura equimolar. Ou seja, não entendi essa divisão.

Poderia me explicar melhor?

Por quê, você terá 25L para x mol de hidrogênio e 25L para x/2 mol de oxigênio (você está considerando a quantidade que reagiu?) não entendi o raciocínio ?
E o que aconteceu com o excesso x/2 mol de oxigênio? Esse excesso vai influenciar na pressão parcial dos gases.

Para que ele forneceu essa informação "Um mol de um gás ideal, mantido a 25 °C e a 1 atm de pressão, ocupa um volume de 25 L"

Valeu Planck! cheers

Ajuda aé hein Very Happy

Desculpe qualquer coisa.

por **[Planck]³** Sex 30 Mar 2012, 22:37

Eu apenas considerei 25 litros um valor próximo do comum 22,4 litros que equivale a 1 mol. Ou seja, 25 litros equivale a 1 mol de hidrogênio, pela proporção estequiométrica eu terei a metade de mols para o oxigênio.

Qualquer dúvida manda outra mensagem. Abraços. Very Happy

por Diegomedbh Sex 30 Mar 2012, 23:20

Tá, entendi que 1mol de hidrogênio equivale a 25 litros e que 1/2 mol de O2 equivale 12,5 litros que somados com mais 1/2 mol de O2 em excesso no recipiente me daria novamente 12,5L então 1/2 mol de O2 +1/2 mol de O2 ocupa 25 litros.

Mas você não sabia o valor de X. Este poderia ser 2mol ou 3mol ou 5mol.

Assim 2mol de H2 corresponderia a 50 litros e não a 25 litros bem como 3mol corresponderia a 75 litros. Como você sabia que x equivaleria a 1mol uma vez que x é uma incógnita? Very Happy

Ele forneceu essa informação "Um mol de um gás ideal, mantido a 25 °C e a 1 atm de pressão, ocupa um volume de 25 L" para determinarmos o número de mols da mistura? Pois se

1mol de um gás ideal----25l
xmol de um gás ideal-------50l

x=2mol de um gás ideal

Eu chego lá hein :drunken: não desiste!

por **[Planck]³** Sex 30 Mar 2012, 23:45

Perceba:

só há duas possibilidades de ocupação desses gases dentro desse recipiente rígido:

1ª) 25 litros para o oxigênio e 25 litros para o hidrogênio

2ª) 50 litros para o oxigênio ou 50 litros para o hidrogênio

Só que se eu considerar a segunda opção eu só terei um reagente !!! :cyclops: E com apenas um reagente não há formação de água. "Na natureza nada se cria..." blábláblá Lavoisier !! Razz

Portanto só dá para considerar a 1ª opção/lógica.

Eu NÃO vou poder ter mais de 1 mol para o hidrogênio, tendo em vista que eu acabei de descobrir que ele possui 25 litros. E pela proporção estequiométrica o oxigênio terá a metade da sua quantida de matéria sendo consumida para formar água e a outra metade fica em excesso.

O interessante dessa questão é que eu devo considerar que 22,4 litros seja um valor próximo de 25. Pelo menos foi essa a lógica que eu encontrei.

Qualquer dúvida já sabe né ? É só discutir que chegaremos a uma resolução. Abraços meu futuro colega de profissão. Very Happy

por **[Planck]³** Sáb 31 Mar 2012, 00:02

A questão afirma que 1 mol ocupa 25 litros de gás !!! Então não precisamos supor !!! Melhor ainda !!! Very Happy

por Diegomedbh Dom 01 Abr 2012, 12:35

Planck,

Você está usando as Leis Volumétricas de Gay-Lussac, pelo que entendi.

Porém, ao escrevermos a reação abaixo a água deve estar no estado de vapor, pois só podemos aplicar essa lei à água enquanto ela estiver na forma de vapor

XH2(g) + XO2(g) ------> XH20(v)

Então a água não pode ser líquida! Como estávamos considerando.

Porém, pela condição dada para a reação contendo uma mistura eqüimolecular de hidrogênio (H‚) e oxigênio (O‚), mantida a 25 °C e a 1,00 atm de pressão, formaria água líquida a essa temperatura e pressão. Concorda?

De certo modo, as leis volumétricas complementam as leis ponderais da reação, as que tratam das massas do participantes da reação.

por Diegomedbh Dom 01 Abr 2012, 12:41

Vamos considerar a água no estado de vapor!

Aplicando a lei volumétrica que diz:

nas mesmas condições de temperautra e pressão, os volumes dos reagentes e produtos gasosos formam uma proporção constante, de números inteiros e pequenos.

Na reação entre os gases hidrogênio e oxigênio:

XH2(g) + X/2O2(g) -------> XH20(V)

1-------:-------1/2-------:----------1 (Proporção)

(X) L + (X/2) L ------> (X) L[/b]

Assim (X) L + (X/2) L produzirão apenas (X) L finais . Percebemos que houve uma contração de volume de (3X/2) L para (X) L.

Isso é equivalente ao que reage, mas tenho um excesso de x/2 mols, pois a mistura é equimolar, esse X/2 mols de O2 também ocupava um volume X/2 litros no início da reação e vai continuar ocupando um volume de X/2 litros após a reação, pois ele não reage.

Então no recipiente de 50 litros teremos a seguinte reação generalizada, ou seja, o que reage bem como os excessos:

X H2(g) + X O2(g) -----> X H2O(v) + X/2 O2(g) (Por esse nova perspectiva também observamos que houve uma contração de volume ao formar a H2O.

2 X volumes iniciais ------> 3 X/2 volumes finais.

Como cada 1mol de gás ocupa 25L a 1atm e 25ºc teremos:

sendo a mistura inicial equimolar cada gás ocupa a metade do recipiente: então tenho X mol H2 e X mol O2 para ocupar 50 L. Dessa forma descubro quanto vale X de acordo com a relação

1mol ocupa 25 L
(2x)mol ocupa 50 L

x= 50/50 = 1mol.

Assim a solução inicial apresentará 2 Volumes enquanto a solução final apresenta 1,5 volume cheers

É isso Planck? Foi dessa maneira que você determinou o X? :drunken:

por **[Planck]³** Dom 01 Abr 2012, 15:57

Porém, pela condição dada para a reação contendo uma mistura eqüimolecular de hidrogênio (H‚) e oxigênio (O‚), mantida a 25 °C e a 1,00 atm de pressão, formaria água líquida a essa temperatura e pressão. Concorda?

Concordo plenamente !!! Agora devemos considerar a água como vapor, pois a água líquida é imcompressível.

Vamos considerar a água no estado de vapor!

Aplicando a lei volumétrica que diz:

nas mesmas condições de temperautra e pressão, os volumes dos reagentes e produtos gasosos formam uma proporção constante, de números inteiros e pequenos.

Na reação entre os gases hidrogênio e oxigênio:

XH2(g) + X/2O2(g) -------> XH20(V)

1-------:-------1/2-------:----------1 (Proporção)

(X) L + (X/2) L ------> (X) L[/b]

Assim (X) L + (X/2) L produzirão apenas (X) L finais . Percebemos que houve uma contração de volume de (3X/2) L para (X) L.

Isso é equivalente ao que reage, mas tenho um excesso de x/2 mols, pois a mistura é equimolar, esse X/2 mols de O2 também ocupava um volume X/2 litros no início da reação e vai continuar ocupando um volume de X/2 litros após a reação, pois ele não reage.

Então no recipiente de 50 litros teremos a seguinte reação generalizada, ou seja, o que reage bem como os excessos:

X H2(g) + X O2(g) -----> X H2O(v) + X/2 O2(g) (Por esse nova perspectiva também observamos que houve uma contração de volume ao formar a H2O.

2 X volumes iniciais ------> 3 X/2 volumes finais.

Como cada 1mol de gás ocupa 25L a 1atm e 25ºc teremos:

sendo a mistura inicial equimolar cada gás ocupa a metade do recipiente: então tenho X mol H2 e X mol O2 para ocupar 50 L. Dessa forma descubro quanto vale X de acordo com a relação

1mol ocupa 25 L
(2x)mol ocupa 50 L

x= 50/50 = 1mol.

Assim a solução inicial apresentará 2 Volumes enquanto a solução final apresenta 1,5 volume cheers

É isso Planck? Foi dessa maneira que você determinou o X?

Diego, essa lógica, pela lei volumétrica de Gay-Lussac ficou perfeita, cara !!!!

Faz muito sentido. Antes, eu tinha considerado só a quantidade de matéria que tinha nos reagentes. Indo pela lei das proporções volumétricas constantes também dá certo.

Abraços. Creio que matamos a questão de vez. Very Happy