CO é oxidado a CO₂ de acordo com a equação: Se 2 litros de CO(g) são misturados com 3 litros de O₂(g), qual é o volume total de gás resultante depois que a reação se completar, supondo que não ocorra nenhuma variação na temperatura ou na pressão total?

A reação é:

$2\,\mathrm{CO}_{(g)} + \mathrm{O}_{2(g)} \rightarrow 2\,\mathrm{CO}_{2(g)}$

Como temperatura e pressão permanecem constantes, podemos comparar volumes como se fossem mols (Lei de Avogadro): os coeficientes estequiométricos dão a razão de volumes.

1. Razão volumétrica (estequiométrica)

• $2$ volumes de CO reagem com $1$ volume de $\mathrm{O}_2$.

2. Identificar o reagente limitante

• Temos 2 L de CO.
• Para consumir 2 L de CO, o volume de $\mathrm{O}_2$ necessário é:

$\;\;2\,\text{L CO} \times \frac{1\,\text{L }\mathrm{O}_2}{2\,\text{L CO}} = 1\,\text{L }\mathrm{O}_2$

Como há 3 L de $\mathrm{O}_2$, sobra oxigênio. Logo, CO é o limitante.

3. Calcular volumes após a reação

• CO é totalmente consumido: sobra 0 L de CO.
• $\mathrm{O}_2$ consumido: 1 L, então sobra:

$3 - 1 = 2\,\text{L de }\mathrm{O}_2$

• Pela equação, $2$ L de CO formam $2$ L de $\mathrm{CO}_2$ (mesma razão 2→2), então:

$V(\mathrm{CO}_2) = 2\,\text{L}$

4. Volume total final (mistura gasosa) $V_{total} = V(\mathrm{CO}_2) + V(\mathrm{O}_2\,\text{em excesso}) = 2 + 2 = 4\,\text{L}$

Alternativa correta: (A).