Questão 37

Gabarito:

9,3 L

Resolução:

Um volume V₁ de oxigênio e um volume V₂ de ácido sufídrico, ambos nas mesmas condições de temperatura e pressão, são misturados, então:

2 H₂S _(g) + 3 O_{2 (g)} → 2 SO_{2 (g)} + 2 H₂O _(l)

2 vol       + 3 vol      → 2 vol

 

Das informações do enunciado podemos montar duas equações:

"Sabendo-se que havia oxigênio em excesso na reação e que V₁ +V₂ = 24 L"

V_{1 (total de O2)} + V_2(H2S) = 24 (I) 

V_{1 (total de O2)} = V_{O2 (reage)} + V_{O2 (excesso)} (II)

 

Substituindo (II) em (I):

V_{O2 (reage)} + V_{O2 (excesso)}  + V_2(H2S) = 24 (III)

 

"Promovendo-se a reação completa, verifica-se que os produtos da reação, quando colocados nas condições iniciais de pressão e temperatura, ocupam um volume de 10 L".

Os gases presentes após a reação correr são o SO₂ produzido e o O₂ que não reagiu. Portanto:

V_SO2 + V_{O2 (excesso)} = 10 (IV)

 

Um sistema com as equações (III) e (IV) pode ser escrito:

• V_{O2 (reage)} + V_{O2 (excesso)}  + V_2(H2S) = 24
• V_SO2 + V_{O2 (excesso)} = 10

Substituindo os volumes de cada reagente com respeito à proporção estequiométrica:

3 volumes de O₂ reagem com 2 volumes de H₂S para produzir 2 volumes de SO₂:

• 3 vol + V_{O2 (excesso)} + 2 vol = 24
• 2 vol + V_{O2 (excesso)} = 10

Subtraindo as duas equações do sistema, obtêm-se:

3 vol + V_{O2 (excesso)} + 2 vol - (2 vol + V_{O2 (excesso)}) = 24 - 10

3 vol = 14

vol = 14/3

O volume de H₂S que reage (V₂) pode ser calculado:

V_2 (H2S) = 2 vol

V_2 (H2S) = 2 • 14/3 = 9,33L.