Question

Fosgênio, COCl2, é um gás venenoso. Quando inalado, reage com a água nos
pulmões produzindo ácido clorídrico (HCl), que causa graves danos pulmonares
podendo levar à morte. A equação química que representa essa reação é:
COCℓ2 + H2O → CO2 + HCℓ
Se uma pessoa inalar 198 mg de fosgênio e o rendimento da reação for de 80%,
formam-se _________ moléculas de ácido clorídrico nos pulmões.
A) 1,80 x 1021
B) 2,41 x 1021
C)2,01 x 1023
D)1,80 x 1024
E) 1,95 x 1024

O gabarito diz letra A, mas não sei como chegar nesse resultado.

Answer 1

A primeira coisa a se fazer em um problema se estequiometria é balancear a equação (caso essa não esteja balanceada):

$COCl_2+H_2O--\ \textgreater \ CO2+HCl$

Neste caso, basta multiplicar o ácido clorídrico pelo cofator dois:

$COCl_2+H_2O--\ \textgreater \ CO2+2HCl$

Essa equação nos diz as quantidades de mols de cada componente que reagem ou são formados. Esses "ingredientes" apareceram sempre em quantidades multiplas, ou seja, para cada mol de COCl2 reagido, haverá a formação de 2 mols de HCl. Caso eu reaja 5 mols de COCl2, terei a formação de 10 mols de HCl. Isso será verdade para qualquer reação, desde que ela esteja devidamente balanceada, ok? Vamos seguir.

O coeficiente da equação estão em uma grandeza chamada mol e o dado das questão nos foi dado em miligramas  (mg). precisamos converte-lo. Isso é possível pela massa molar do COCl2. Sabe como calcula-la?

A massa molar é a combinação do peso do seus componentes.

C = 12 g/mol; O = 16 g/mol; Cl = 35 g/mol

$MM_{COCl_2}=12+16+2*35=98 g/mol$

A massa molar nos diz quantos mols há em cada grama do elemento. Assim podemos converter uma certa medida de mols para gramas ou virce-versa. Mas antes, vamos converter a quantidade de fosfogênio de mg para g sabendo que uma grama tem 1000 mg:

1 g ----- 1000 mg
x -------- 198 mg

1000*x =198

x = 198/1000 = 0,198 g

Agora é só dividir pela massa molar:

(0,198 g)/(98 g/mol) = 0,002020 mol

Como o rendimento da equação é de 80%, será formado apenas esse percentual de quantidade do produto:

(0,002020 mol)*(0,8) = 0,001616 mol

Lembra da relação entre os mol de COCl2 e HCl? Vamos usa-la agora!

1 mol COCl2 ---------------- 2 mol HCl
0,001616 mol COCl2 ----- x

x = (2)*(0,002020) = 0,003232 mol de HCl

Agora basta saber quantas moléculas existem em uma mol de HCl. Talvez você conheça a constante de Avogadro. Ela nos diz que em cada mol há sempre aproximadamente $6,022*10^{23}$ moléculas. Assim, temos:

1 mol ---------------- $6,022*10^{23}$
0,003232 mol ----- x

x = ($6,022*10^{23}$)*(0,003232) = $1,9*10^{21}$

Por questões a arredondamento de casas decimais, nossa resposta não foi igual a letra A mas podemos ainda assim inferir que essa é alternativa certa dada a proximidade do nosso resultado com seu valor.