16 (Fuvest-SP) Calcule a massa máxima de sulfato de zinco que é possível obter quando
de zinco metálico são tratados com 200 mL de uma solução
de ácido sulfúrico. Massa molar do sulfato de zinco
. Massas atômicas:
.
Passo 1
O enunciado pede a massa máxima de sulfato de zinco formada quando
de zinco metálico reagem com
de uma solução
de ácido sulfúrico. Dados fornecidos:
Massas atômicas usadas (fornecidas):
,
,
,
.
Passo 2
Escrevemos a reação química e identificamos a estequiometria (quantos mols de cada substância se relacionam):
Aqui os coeficientes estequiométricos são todos 1: um mol de
reage com um mol de
para formar um mol de
. Isso significa que, mol a mol, a quantidade de
formada será igual ao número de mols do reagente limitante.
Passo 3
Calcamos o número de mols de zinco usando a relação entre massa e massa molar:
A fórmula é
A fórmula é
onde
é o número de mols,
a massa e
a massa molar (ou massa atômica para elementos). Aplicando a zinco:
Observação:
é a massa atômica do zinco fornecida no enunciado; a divisão é exata:
.
Passo 4
Calculamos o número de mols de ácido sulfúrico a partir da molaridade. A definição de molaridade é:
onde
é a concentração em mol·L^{-1},
o número de mols e
o volume em litros. Assim
Passo 5
Determinamos o reagente limitante comparando os mols disponíveis com a estequiometria 1:1. Temos
Como é necessário 1 mol de
por 1 mol de
, o ácido sulfúrico é o reagente limitante (pois
). Portanto o número máximo de mols de
que pode ser formado é igual a
.
Passo 6
Transformamos os mols de
em massa usando
. Assim:
Portanto a massa máxima obtida é
. Boa! Você acabou de passar por todas as etapas clássicas: escrever reação, calcular mols, identificar reagente limitante e converter para massa.