02 (UFPE-PE) Um pedaço de ferro pesando 5,60 gramas sofreu corrosão quando exposto ao ar úmido por um período prolongado. A camada de ferrugem formada foi removida e pesada, tendo sido encontrado o valor de 1,60 gramas. Sabendo-se que a ferrugem tem a composição
, quantos gramas de ferro não corroído ainda restaram?
(Considere
e
)
a)
b)
c)
d)
e)
(Considere
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que ele pede (sem resolver ainda).
- Massa inicial do pedaço de ferro:
. - Massa da camada de ferrugem removida:
. - Composição da ferrugem:
. - Massas molares fornecidas:
e .
O que o problema pede: determinar quantos gramas de ferro não corroído ainda restaram após remover a ferrugem.
Passo 2
Ideia física/estequiométrica que vamos usar (explicadinha): o ferro que formou a ferrugem está presente na massa de
de
. A massa de ferro contida nessa ferrugem pode ser calculada usando a proporção da massa de ferro por fórmula em
. Depois subtrai-se essa massa de ferro da massa inicial do pedaço para obter o ferro que restou. Isto usa a conservação da massa do elemento ferro: o ferro que “sumiu” do pedaço está na ferrugem.
Passo 3
Calcular a fração da massa de
que corresponde ao ferro.
- Em uma molécula de
há átomos de ferro, logo massa de ferro por fórmula: . - Massa molar de
dada: .
A fração de massa de ferro emé, portanto,
Passo 4
Avaliar numericamente a fração de ferro:
Isto significa que
da massa da ferrugem é ferro e
é oxigênio (em massa).
Passo 5
Calcular a massa de ferro que está presente na ferrugem de
:
(Explicando passo a passo: multiplica-se a massa total da amostra de
pela fração que é ferro.)
Passo 6
Calcular a massa de ferro metálico que ainda resta no pedaço após a corrosão: subtrai-se a massa de ferro que foi para a ferrugem da massa inicial do pedaço (toda a massa inicial era ferro):
Passo 7
Verificação rápida: a massa removida de ferrugem
contém
de Fe e
de O; somando
(ferro restante) +
(ferrugem removida) =
, maior que a massa inicial
porque oxigênio foi incorporado do ar — isso é consistente fisicamente.
Resposta
b)