Na reação térmita, óxido de ferro(III) é reduzido pelo alumínio para formar ferro fundido:
. Se você começar a reação com
de
e
de Al, (a) qual massa de Fe pode ser produzida? (b) qual massa do reagente em excesso sobra quando todo o reagente limitante é consumido?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada no que a questão está pedindo. Temos uma reação química chamada reação térmita, onde o óxido de ferro(III) reage com alumínio para formar ferro fundido e óxido de alumínio. A equação balanceada dessa reação é:
Nós começamos com 10,0 g de
e 5,00 g de Al. A pergunta é:
(a) Qual massa de Fe pode ser produzida?
(b) Qual massa do reagente em excesso sobra quando todo o reagente limitante é consumido?
(a) Qual massa de Fe pode ser produzida?
(b) Qual massa do reagente em excesso sobra quando todo o reagente limitante é consumido?
Para resolver isso, vamos precisar entender alguns conceitos de estequiometria, como cálculos de mols, reagente limitante e massa dos produtos.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de mols de cada reagente que temos. Para isso, precisamos das massas molares de
e Al.
-
Massa molar de
: -
Massa molar de Al:
Agora, calculamos os mols:
-
Mols de
: -
Mols de Al:
Passo 3
Agora, vamos usar a estequiometria da reação para descobrir qual reagente é o limitante. A equação balanceada nos diz que 1 mol de
reage com 2 mols de Al. Então, para os 0,0626 mols de
que temos, precisaríamos de:
Mas temos 0,185 mols de Al, que é mais que os 0,125 mols necessários. Isso significa que
é o reagente limitante.
Passo 4
Agora que sabemos que
é o limitante, podemos calcular quantos mols de Fe serão produzidos. Pela equação balanceada, 1 mol de
produz 2 mols de Fe. Então:
Agora, vamos converter os mols de Fe para gramas. A massa molar do Fe é aproximadamente 55,85 g/mol.
Passo 5
Para a parte (b), precisamos encontrar quanto de Al sobra. Inicialmente, tínhamos 0,185 mols de Al e usamos 0,125 mols para reagir com
. Então, a quantidade de Al que sobra é:
Agora, convertendo isso para gramas:
Resposta
(a) A massa de Fe produzida é aproximadamente 6,98 g.
(b) A massa de Al que sobra é aproximadamente 1,62 g.
(b) A massa de Al que sobra é aproximadamente 1,62 g.