Después de la reacción, ¿cuánto octano queda?

After The Reaction
  • La ecuación química de la reacción se da a continuación:

[ C_8H_{18} + 25/2 O_2 rightarrow 8CO_2 + 9H_2O ]

  • En esta reacción, 0,430 moles de octano reaccionan con 0,890 moles de oxígeno.

La pregunta tiene como objetivo encontrar los moles de octano que quedan después de dicha reacción. El octano es un hidrocarburo con la fórmula química $C_8H_{18}$. En la reacción química dada, tiene lugar una combustión de octano en la que $1$ mol de octano reacciona con $25/2$ moles de oxígeno.

Octane Molecule 3

Figura-1: Molécula de octano

El mol es la unidad de medida estándar utilizada en química y se refiere a una gran cantidad de átomos, moléculas u otras partículas. El mol de una sustancia son las $6,0223 x 10^{23}$ partículas de esa sustancia.

La pregunta especificaba el número de moles de oxígeno y octano consumidos durante la reacción. Se determinará la cantidad de octano restante.

Respuesta experta

La ecuación química se da a continuación:

[ C_8H_{18} + 25/2 O_2 rightarrow 8CO_2 + 9H_2O ]

Esta ecuación química balanceada se puede simplificar multiplicando por $2$ en ambos lados. La ecuación química simplificada para esta reacción se da a continuación:

[ 2C_8H_{18} + 25 O_2 rightarrow 16CO_2 + 18H_2O ]

La ecuación química establece que $2$ moles de octano reaccionan con $25$ moles de oxígeno para producir $16$ moles de dióxido de carbono y $18$ moles de agua.

De acuerdo con la redacción de la pregunta, se consumen $0.890 moles de oxígeno para una reacción completa. Así, los moles de octano consumidos son:

[ text{2 moles  of  $C_8H_{18}$}  leftrightarrow text{25 moles of $O_2$} ]

[ text{moles of $C_8H_{18}$} leftrightarrow text{0.890 moles of $O_2$} ]

[ text{moles of $C_8H_{18}$} = (2 x 0.890)/25 ]

[ text{moles of $C_8H_{18}$ consumed} = 0.0712 mol ]

Dado que se dan $0.430$ moles de octano y solo se consumen $0.0712$ moles en la reacción, entonces los moles restantes de octano son:

[ text{moles left} = 0.430 mol – 0.0712 mol ]

[ text{moles of  $C_8H_{18}$ left} = 0.3588 mol ]

Solución alternativa

La ecuación química balanceada dada es:

[ C_8H_{18} + 25/2 O_2 rightarrow 8CO_2 + 9H_2O ]

Donde $1$ mol de octano reacciona con $25/2$ moles de oxígeno.

Los moles de oxígeno consumidos en la reacción son $0.890 mol. Entonces los moles de octano consumidos son:

[ text{moles of $C_8H_{18}$ consumed} = 0.890/25/2 = 0.0712 mol ]

[ text{moles of octane left} = 0.430 mol – 0.0712 mol ]

[ = 0.3588 mol ]

Ejemplo

La ecuación química de la reacción se da a continuación:

[ C_8H_{18} + 25/2 O_2 rightarrow 8CO_2 + 9H_2O ]

En esta reacción, $0,430$ moles de octano reaccionan con $0,890$ moles de oxígeno. Calcular los moles de agua producidos.

Aquí, se deben calcular los moles de agua producidos.

Water Molecule 1

Figura-2: Molécula de agua

Por $25/$2 moles de oxígeno, se producen $9 moles de agua.

[ text{9 moles of $H_2O$} leftrightarrow text{25/2 moles of $O_2$} ]

Por $0.890$ moles de oxígeno, los moles de agua producidos son:

[ text{moles of $H_2O$} leftrightarrow text{0.890 moles of $O_2$} ]

[ text{moles of $H_2O$} = (2 x 0.890 x 9)/25 ]

[ text{moles of $H_2O$ produced} = 0.6408 mol ]