Questão 80 da FUVEST 2006

Question

O tanque externo do ônibus espacial Discovery carrega, separados, 1{,}20 \times 10^6\text{ L} de hidrogênio líquido a -253\ ^\circ\text{C} e 0{,}55 \times 10^6\text{ L} de oxigênio líquido a -183\ ^\circ\text{C}. Nessas temperaturas, a densidade do hidrogênio é 34\text{ mol/L} (equivalente a 0{,}068\text{ g/mL}) e a do oxigênio é 37\text{ mol/L} (equivalente a 1{,}18\text{ g/mL}).

	Massa molar (g/mol)
H	1,0
O	16

Considerando o uso que será feito desses dois líquidos, suas quantidades (em mols), no tanque, são tais que há

A
100% de excesso de hidrogênio.
B
50% de excesso de hidrogênio.
C
proporção estequiométrica entre os dois.
D
25% de excesso de oxigênio.
E
75% de excesso de oxigênio.

Answer 1

PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 80 da FUVEST 2006

1ª fase · Química: Reagente limitante, pureza e rendimento

O tanque externo do ônibus espacial Discovery carrega, separados, 1{,}20 \times 10^6\text{ L} de hidrogênio líquido a -253\ ^\circ\text{C} e 0{,}55 \times 10^6\text{ L} de oxigênio líquido a -183\ ^\circ\text{C}. Nessas temperaturas, a densidade do hidrogênio é 34\text{ mol/L} (equivalente a 0{,}068\text{ g/mL}) e a do oxigênio é 37\text{ mol/L} (equivalente a 1{,}18\text{ g/mL}).

	Massa molar (g/mol)
H	1,0
O	16

Considerando o uso que será feito desses dois líquidos, suas quantidades (em mols), no tanque, são tais que há

A
100% de excesso de hidrogênio.
B
50% de excesso de hidrogênio.
C
proporção estequiométrica entre os dois.
D
25% de excesso de oxigênio.
E
75% de excesso de oxigênio.

Escolha uma alternativa para conferir o gabarito.

Reportar erro na questão

Resolução comentada

Os dois líquidos serão usados para formar água: \ce{2H2 + O2 -> 2H2O}. A proporção estequiométrica é de 2 mol de \ce{H2} para 1 mol de \ce{O2}.

Precisamos calcular a quantidade de mols de cada um, multiplicando a densidade em mol/L pelo volume:

Hidrogênio: 34\ \text{mol/L} \times 1{,}20\times10^6\ \text{L} = 40{,}8\times10^6\ \text{mol}.
Oxigênio: 37\ \text{mol/L} \times 0{,}55\times10^6\ \text{L} = 20{,}35\times10^6\ \text{mol}.

Agora, vemos quanto de \ce{H2} seria necessário para consumir todo o oxigênio:

n_{\ce{H2}} = 2 \times 20{,}35\times10^6 = 40{,}7\times10^6\ \text{mol}

O tanque tem 40{,}8\times10^6 mol de \ce{H2}, praticamente o mesmo valor. Logo, as quantidades estão na proporção 2:1 (a razão é 40{,}8/20{,}35 \approx 2{,}0).

Não há excesso relevante de nenhum dos reagentes: a proporção é estequiométrica.

Alternativa C.

Por que as outras alternativas estão erradas

AExcesso de 100% de hidrogênio surgiria se a razão H₂:O₂ fosse 4:1, mas ela é 2:1, a própria proporção da reação.
BExcesso de 50% de hidrogênio exigiria razão 3:1, mas a razão calculada é cerca de 2:1.
DHaveria excesso de oxigênio só se a razão H₂:O₂ fosse menor que 2, o que não ocorre.
EExcesso de oxigênio só ocorreria com razão H₂:O₂ bem menor que 2; aqui ela é 2.

Assunto: Reagente limitante, pureza e rendimento.

Reportar erro na resolução

Ver como caiu na prova