19 - (UNIRIO RJ)
Uma determinada amostra contendo alumínio foi tratada por
de uma solução
de ácido sulfúrico (
), produzindo a seguinte reação não equilibrada:
Sabendo-se que um dos produtos é gasoso, o volume em litros do gás obtido, nas CNTP, e a massa em gramas de alumínio que reagiu são, respectivamente e aproximadamente correspondente a:
a)
e
b)
e
c)
d)
e)
e
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
O enunciado dá uma amostra com alumínio que foi tratada por
de uma solução
de
. A reação (não equilibrada) informada é
Foi dito que um dos produtos é gasoso (é o
). O que o problema pede:
- o volume, em litros, do gás obtido nas CNTP;
- a massa, em gramas, do alumínio que reagiu.
Dados relevantes extraídos do enunciado:
Passo 2
Primeiro passo de cálculo: equilibrar a equação química. Vou balancear por inspeção, igualando átomos de cada tipo nos dois lados.
- Alumínio: o produto tem
, então preciso de átomos de Al no reagente. - Sulfato:
tem 3 grupos , logo preciso de moléculas de para fornecer esses sulfatos. - Hidrogênio: do lado esquerdo tenho
H; para equilibrar preciso de moléculas de no lado direito.
A equação equilibrada fica:
Passo 3
Extrai-se da estequiometria as relações molares úteis:
-
mol de produzem mol de . Logo, em mols:
-
mol de reagem com mol de Al. Logo:
Passo 4
Agora convertemos a normalidade da solução para molaridade, porque queremos o número de mols de
. Conceito rápido e prático: para ácidos polipróticos, a normalidade
relaciona-se com a molaridade
por
Para
cada mol fornece
equivalentes de próton (
H+), então:
Aplicando:
Passo 5
Calcular os mols de
disponíveis na solução:
fórmula básica: , com
em litros.
fórmula básica:
(Dica prática: também dava para usar equivalentes:
equivalentes; dividindo por 2 dá os mesmos
.)
Passo 6
Mols de gás
: pela estequiometria
, logo
Volume nas CNTP: usar o volume molar
(CNTP = condições normais), então
(Conta rápida:
.)
Passo 7
Agora a massa de alumínio reagida. Primeiro os mols de Al:
Massa:
. A massa molar do Al é aproximadamente
. Assim
Passo 8
Resumo e checagem rápida: o volume de
obtido nas CNTP é
e a massa de Al consumida é
. Conferindo as alternativas do enunciado, corresponde à alternativa (c). Vai dar certo na prova — respira fundo e confia nos passos que fizemos!