A partir de la siguiente ecuación química CH4 + O2 CO2 + H2O ¿Cuántas moles de O2 reaccionarán con 47 moles de CH4? ¿Cuántos gramos de O2 reaccionará con 24 gramos de CH4 ? ¿Qué masa (gramos) de CH4, reaccionará con 96 gramos de O2 ? La mayor parte de las combustiones se producen en exceso de oxígeno, es decir, con una cantidad mayor que la necesaria para la combustión completa de la sustancia. ¿Calcule la masa de CO2, en gramos, que se producirá por combustión de 6 moles de CH4? ¿Cuántos moles de CH4 se formarán a partir de 5 moles de H2O?
Respuestas a la pregunta
Hay que comenzar balanceando la ecuación
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
Se observa que 1 mol de metano reacciona con 2 mol de oxígeno y se obtiene 1 mol de dióxido de carbono y 2 de agua.
Si 1 mol de metano reacciona con 2 mol de oxigeno, 47 mol de metano reaccionaran con 94 moles de O₂
Estableciendo el balance de masa se tiene que 16 g (1 mol) de metano reaccionan con 64 g de O₂ (2 moles) por lo que con 24 gramos de CH₄ reaccionaran x gramos de O₂:
x = 24 . 64 / 16 = 96 g de O₂
Por lo tanto con 96 gramos de O₂ reaccionaran 24 gramos de CH₄
Masa de CO₂ a partir de 6 moles de CH₄
1 mol de CH₄ produce 1 mol de CO₂ por lo que si se parten de 6 moles de metano se obtendrán 6 moles de dióxido de carbono cuya masa será:
masa = n x PM = 6 mol x 44 g/mol = 264 gramos CO₂
El metano es un reactivo por lo que no se forma. Si la pregunta es cuantas moles de CH₄ se necesitan para obtener 5 moles de H₂O la respuesta es 2,5 moles.
En base a la ecuación química que representa la reacción de combustión de Metano, se realizan cálculos estequiométricos y se determina que:
94 moles de O₂ reaccionan con 47 moles de CH₄.
96 gramos de O₂ reaccionan con 24 gramos de CH₄.
A partir de 6 moles de CH₄, se producen 264 g de CO₂.
Ecuación Química balanceada
CH₄ + 2 O₂ → CO₂ + 2 H₂O
1 mol 2 moles 1 mol 2 moles
16 g 64 g 44 g 36 g
Cálculos Estequiométricos
De la ecuación química, se tiene que 1 mol de CH₄ reacciona con 2 moles de O₂.
Se calcula moles de O₂ para reacción con 47 moles de CH₄:
47 moles CH₄ × (2 moles O₂ / 1 mol CH₄ ) = 94 moles de O₂
Se requieren 94 moles de O₂ para reaccionar con 47 moles de CH₄.
De la ecuación química, se tiene que 16 g de CH₄ reaccionan con 64 g de O₂.
Se calcula gramos de CH₄ para reacción con 24 gramos de CH₄:
24 g CH₄ × ( 64 g O₂ / 16 g CH₄ ) = 96 g de O₂
Se requieren 96 gramos de O₂ para reaccionar con 24 gramos de CH₄.
De la ecuación química, se tiene que a partir de la combustión de 1 mol de CH₄ se produce 1 mol de CO₂. Por lo tanto, en la combustión de 6 moles de CH₄, se producirán 6 moles de CO₂.
6 moles de CO₂ × ( 44 g / mol ) = 264 g CO₂
Se producen 264 g de CO₂ por la combustión de 6 moles de CH₄.
Observación:
La pregunta "¿Cuántos moles de CH4 se formarán a partir de 5 moles de H2O?" no es correcta porque el agua es un producto, no un reactivo.
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