O metano reage com o vapor para formar # "H" _2 # e # "CO" #, como mostrado. Que volume de # "H" _2 # pode ser obtido a partir de # "100 cm" ^ 3 # de metano na STP?

Responda:

#"300 cm"^3#

Explicação:

O truque aqui √© perceber que, quando dois gases que participam de uma rea√ß√£o qu√≠mica s√£o mantidos sob as mesmas condi√ß√Ķes de press√£o e temperatura, A sua propor√ß√£o molar na equa√ß√£o qu√≠mica balanceada √© equivalente a um propor√ß√£o de volume.

#color(purple)(|bar(ul(color(white)(a/a)color(black)(n_1/n_2 = V_1/V_2)color(white)(a/a)|))) -># the mole ratio is equivalen to the volume ratio

A equação química balanceada que descreve sua reação se parece com isso

#"CH"_ (4(g)) + "H"_ 2"O"_ ((g)) -> "CO"_ ((g)) + color(red)(3)"H"_ (2(g))#

Observe que toda toupeira de metano que participa da rea√ß√£o produzida #color(red)(3)# moles de g√°s hidrog√™nio. Voc√™ sabe que o metano reage sob Condi√ß√Ķes STP.

Assumindo que o g√°s hidrog√™nio tamb√©m seja mantido sob Condi√ß√Ķes STP, voc√™ pode dizer que o #1:color(red)(3)# rela√ß√£o molar que existe entre as duas esp√©cies qu√≠micas na equa√ß√£o qu√≠mica balanceada ser√° equivalente a uma #1:color(red)(3)# propor√ß√£o de volume.

Isso significa que sua amostra de metano produzir√°

#100 color(red)(cancel(color(black)("cm"^3"CH"_4))) * (color(red)(3)color(white)(.)"cm"^3 "H"_2)/(1color(red)(cancel(color(black)("cm"^3"CH"_4)))) = color(green)(|bar(ul(color(white)(a/a)color(black)("300 cm"^3"H"_2)color(white)(a/a)|)))#

Voc√™ pode verificar sua resposta usando o bot√£o volume molar de um g√°s em STP, que √© igual a #"22.7 L mol"^(-1)# para condi√ß√Ķes STP definidas como uma press√£o de #"100 kPa"# e uma temperatura de #0^@"C"#.

O volume molar de um g√°s no STP informa o volume ocupado por uma toupeira de um g√°s ideal mantido em condi√ß√Ķes de STP. No seu caso, o volume de g√°s metano

#100 color(red)(cancel(color(black)("cm"^3))) * (1 color(red)(cancel(color(black)("dm"^3))))/(10^3color(red)(cancel(color(black)("cm"^3)))) * "1 L"/(1color(red)(cancel(color(black)("dm"^3)))) = "0.1 L"#

conter√°

#0.1 color(red)(cancel(color(black)("L"))) * "1 mole CH"_4/(22.7color(red)(cancel(color(black)("L")))) = "0.004405 moles CH"_4#

sob condi√ß√Ķes de STP. Isso significa que sua rea√ß√£o produzir√°

#0.004405 color(red)(cancel(color(black)("moles CH"_4))) * (color(red)(3)color(white)(.)"moles H"_2)/(1color(red)(cancel(color(black)("mole CH"_4)))) = "0.0132 moles H"_2#

Se a amostra de g√°s hidrog√™nio for mantida em condi√ß√Ķes de STP, seu volume ser√° igual a

#0.0132 color(red)(cancel(color(black)("moles H"_2))) * "22.7 L"/(1color(red)(cancel(color(black)("mole H"_2)))) = "0.30 L H"_2#

Converta isso de volta para cent√≠metros c√ļbicos para obter

#0.30 color(red)(cancel(color(black)("L"))) * (1 color(red)(cancel(color(black)("dm"^3))))/(1 color(red)(cancel(color(black)("L")))) * (10^3"cm"^3)/(1color(red)(cancel(color(black)("dm"^3)))) = color(green)(|bar(ul(color(white)(a/a)color(black)("300 cm"^3"H"_2)color(white)(a/a)|)))#