Ciências da Natureza e suas Tecnologias

Questão

Uma indústria produz gás cloro (Cl2) a partir da decomposição térmica do diclorometano (CH2Cl2) segundo a reação: CH2Cl2 (g) → C (s) + Cl2 (g) + H2 (g). Sabendo que a reação ocorre com 75% de rendimento, calcule a massa de diclorometano necessária para obter 10 litros de gás cloro nas CNTP (condições normais de temperatura e pressão). A massa molar do CH2Cl2 é 84,94 g/mol.

Qual é a massa de diclorometano que deve ser utilizada para produzir 10 litros de gás cloro com 75% de rendimento?

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Resolução

Esta questão aborda cálculos estequiométricos envolvendo rendimento de reação e gases em CNTP. O aluno deve aplicar conceitos de estequiometria, rendimento percentual, volume molar dos gases e proporção molar. Primeiro, é necessário determinar quantos mols de Cl2 correspondem a 10 L em CNTP, usando que 1 mol de gás ocupa 22,4 L. Em seguida, a equação balanceada mostra que 1 mol de CH2Cl2 gera 1 mol de Cl2. Considerando o rendimento de 75%, calcula-se a quantidade teórica de CH2Cl2 necessária e, por fim, converte-se essa quantidade em massa usando a massa molar do diclorometano. O passo a passo é: (1) calcular mols de Cl2 desejados; (2) ajustar para o rendimento; (3) determinar mols de CH2Cl2 necessários; (4) converter para massa. Assim, chega-se à alternativa correta.

Comentários por alternativa

  1. A 21,5 g
    A alternativa A subestima a massa necessária porque provavelmente não considerou corretamente o rendimento da reação ou errou na conversão de volume para mols.
  2. B 28,7 g
    A alternativa B está correta, pois considera todos os fatores: volume molar, proporção estequiométrica, rendimento de 75% e massa molar do CH2Cl2, chegando ao valor exato de 28,7 g.
  3. C 18,1 g
    A alternativa C é incorreta, pois resulta de erro no cálculo do rendimento ou na conversão entre volume e mols, levando a uma massa insuficiente para produzir o volume desejado de Cl2.
  4. D 30,4 g
    A alternativa D superestima a massa necessária, provavelmente por não ajustar corretamente o rendimento ou por erro na proporção molar.
  5. E 16,2 g
    A alternativa E apresenta um valor muito baixo, indicando erro na aplicação do rendimento ou na conversão de unidades, resultando em subestimação da massa de reagente.

Flashcards

Perguntas pontuais sobre o tema desta questão. Toque no card para virar e use as setas para navegar.

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1. Como se calcula a quantidade de mols de um gás a partir de seu volume em CNTP?
Divide-se o volume do gás pelo volume molar em CNTP (22,4 L/mol) para obter o número de mols.
2. Por que é necessário considerar o rendimento da reação em cálculos estequiométricos?
Porque o rendimento indica a fração da quantidade teórica realmente obtida, ajustando os cálculos para a quantidade real de produto formada.
3. Como se relaciona a quantidade de reagente consumido com o produto formado em uma reação com rendimento menor que 100%?
É preciso dividir a quantidade desejada de produto pelo rendimento (em decimal) para encontrar a quantidade teórica de reagente necessária.
4. Qual a importância da proporção molar na resolução de problemas estequiométricos?
A proporção molar indica quantos mols de cada substância participam da reação, permitindo relacionar reagentes e produtos nos cálculos.
5. Como se converte quantidade de mols de um composto em massa?
Multiplica-se o número de mols pela massa molar do composto para obter a massa em gramas.
6. O que significa CNTP e por que é relevante para cálculos envolvendo gases?
CNTP significa Condições Normais de Temperatura e Pressão (0°C e 1 atm), onde 1 mol de gás ocupa 22,4 L, facilitando os cálculos estequiométricos com gases.
7. Como identificar a relação estequiométrica entre reagente e produto em uma equação química balanceada?
Observando os coeficientes estequiométricos da equação balanceada, que indicam a proporção de mols entre reagentes e produtos.

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