Aquecendo juntos $x\text{ kg}$ de óxido de estanho ($\ce{SnO2}$) e $0,48\ kg$ de grafite sólidos, em atmosfera inerte, são produzidos $3,6\ kg$ de estanho sólido, $z\ m^3$ de monóxido de carbono ($\ce{CO}$) e $w\ m^3$ de dióxido de carbono ($\ce{CO2}$) gasosos.

Qual das opções a seguir apresentam os valores CORRETOS de $x$, $z$ e $w$? (Considerar volumes gasosos medidos nas CNTP e comportamento ideal dos gases).

$$x\ (kg)\qquad z\ (m^3)\qquad w\ (m^3)$$


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ITA IIIT 16/12/2021 23:19
Balanceando a equação pelo método oxirredução, note que a reação ocorre em atmosfera inerte, então não há presença de $O_2$ nos reagentes. \begin{matrix} \ce{4C_{(s)} + 3{SnO_2}_{(s)} \longrightarrow 3Sn_{(s)} + 2{CO_2}_{(g)} +2 CO_{(g)}} &,& \color{}{\fbox{$4:3:3:2:2$}} \end{matrix}Mols de $\ce{Sn}$: \begin{matrix} n(Sn) = \dfrac{\ce{1 \ mol}}{\ce{118 g}} \cdot \ce{3,6 kg = 30 \ mols} \end{matrix}Mols de $\ce{C}$: \begin{matrix} n(C) = \dfrac{\ce{1 \ mol}}{\ce{12 g}} \cdot \ce{0,48kg = 40 \ mols} \end{matrix}Veja que, é importante saber a quantidade de mols de $\ce{C}$, pois, com ela podemos descobrir se nossa reação está corretamente balanceada com o problema. Além disso, veja que nesse caso, todo o $\ce{C}$ foi utilizado. Já os volumes de $\ce{CO}$ e $\ce{CO_2}$, repare na razão estequiométrica, ambos possuem a mesma quantidade de mols $(20)$. Assim, na CNTP, ambos terão a mesma quantidade de volume, veja: \begin{matrix} V = \dfrac{\ce{22,4 L}}{\ce{1 \ mol}} \cdot \ce{20 \ mol} &\Rightarrow& \fbox{$V = 0,45 \pu{m^3}$} \end{matrix}Massa de $\ce{SnO_2}$: \begin{matrix}m = \dfrac{\ce{150 g}}{\ce{1 \ mol \ SnO_2}} \cdot \dfrac{\ce{3 \ mol \ SnO_2}}{\ce{3 \ mol \ Sn}} \cdot \ce{20 \ mols \ Sn} \\ \\ \fbox{$m = 4,5 \ \pu{kg}$} \\ \\ Letra \ (D) \end{matrix} $\color{orangered}{Obs:}$ \begin{matrix} 1 \ \pu{ L} = 10^{-3} \ \pu{m^3} &,& \ce{1 kg = 1000 g} \end{matrix}
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