O alumínio reage com o oxigênio de acordo com a equação química a seguir: \mathrm{Al}_{(\mathrm{s})}+\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3(\mathrm{~s})}. A massa, em gramas, de óxido de alumínio \left(\mathrm{Al}_{2} \mathrm{O}_{3}\right) produzida pela reação de 9,0 \mathrm{~g} de alumínio com excesso de oxigênio é: \qquad

Passo 1

O enunciado pede a massa de óxido de alumínio formada quando 9{,}0,g de alumínio reagem com oxigênio em excesso. O conteúdo envolvido é estequiometria de reação química: vamos precisar balancear a equação, converter massa em mols e usar a relação molar entre reagente e produto.

Passo 2

Primeiro balanceamos a equação não balanceada
\mathrm{Al}_{(\mathrm{s})} + \mathrm{O}_{2(\mathrm{g})} \longrightarrow \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3_{(\mathrm{s})}}.
A forma balanceada é
4\,\mathrm{Al} + 3\,\mathrm{O}_{2} \longrightarrow 2\,\mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}.

Passo 3

Agora calculamos quantos mols de alumínio correspondem a 9{,}0,g. A massa molar do alumínio é aproximadamente 26{,}98,g/mol. Logo,
n_{\mathrm{Al}} = \frac{9{,}0\\ \text{g}}{26{,}98\\ \text{g/mol}} \approx 0{,}333\\ \text{mol}.

Passo 4

Da estequiometria balanceada, 4 mol de \mathrm{Al} formam 2 mol de \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}. Portanto, cada mol de \mathrm{Al} forma metade de mol de óxido:
n_{\mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}} = \frac{2}{4}\,n_{\mathrm{Al}} = \tfrac12 \times 0{,}333\\ \text{mol} = 0{,}167\\ \text{mol}.

Passo 5

Finalmente, convertemos os mols de \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3} em massa. A massa molar de \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3} é
2\times 26{,}98 + 3\times 16{,}00 = 101{,}96\\ \text{g/mol}.
Logo,
m_{\mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3}} = 0{,}167\\ \text{mol}\times 101{,}96\\ \text{g/mol} \approx 17{,}0\\ \text{g}.

Resposta

A massa de \mathrm{Al}_{2}\mathrm{O}_{3} produzida é aproximadamente 17{,}0,g.

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