Um aluno adicionou 40,0 mL de uma solução 1,00 mol / L de cloreto de bário a 10,0 mL de uma solução 1,50 mol / L de sulfato de alumínio, observando a precipitação de um sólido branco.
b) (1,5 pontos) Qual a massa de sólido você espera que tenha sido formada caso a reação tenha rendimento quantitativo?

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a gente tem aqui. O aluno misturou duas soluções: uma de cloreto de bário ( BaCl2) e outra de sulfato de alumínio ( Al2(SO4)3). Quando essas soluções se encontram, ocorre uma reação química que forma um sólido branco, que é precipitado. O conteúdo que a gente vai usar para resolver isso é estequiometria, que é a parte da química que lida com as quantidades das substâncias envolvidas nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química balanceada dessa reação. Quando o cloreto de bário reage com o sulfato de alumínio, forma-se o sulfato de bário ( BaSO4) como sólido (precipitado) e cloreto de alumínio ( AlCl3) na solução. A equação balanceada fica assim:
Al2(SO4)3 (aq) + 3 BaCl2 (aq) 2 AlCl3 (aq) + 3 BaSO4 (s)

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de cada reagente a gente tem. A fórmula para calcular mols é:
mols = concentração times volume (em litros) çã
Primeiro, para o BaCl2:
mols de BaCl2 = 1,00 , mol/L times 0,040 , L = 0,040 , mol
E para o Al2(SO4)3:
mols de Al2(SO4)3 = 1,50 , mol/L times 0,010 , L = 0,015 , mol

Passo 4

Agora, precisamos ver qual dos reagentes está limitando a reação, ou seja, qual vai acabar primeiro e determinar a quantidade de produto formado. Olhando para a equação balanceada, vemos que 1 mol de Al2(SO4)3 reage com 3 mols de BaCl2. Então, vamos verificar quanto de BaCl2 é necessário para reagir totalmente com 0,015 mol de Al2(SO4)3:
0,015 , mol , Al2(SO4)3 times 3 , mol , BaCl21 , mol , Al2(SO4)3 = 0,045 , mol , BaCl2
Mas a gente só tem 0,040 mol de BaCl2, que é menos que o necessário. Portanto, o BaCl2 é o reagente limitante.

Passo 5

Com o reagente limitante identificado, podemos calcular a quantidade de BaSO4 formado usando a estequiometria da equação balanceada. Cada 3 mols de BaCl2 formam 3 mols de BaSO4. Portanto, a relação é de 1 para 1:
0,040 , mol , BaCl2 times 3 , mol , BaSO43 , mol , BaCl2 = 0,040 , mol , BaSO4

Passo 6

Agora, vamos converter os mols de BaSO4 para massa. Para isso, precisamos da massa molar do BaSO4. Calculamos somando as massas atômicas:
  • Ba: 137,33 g/mol
  • S: 32,07 g/mol
  • O: 16,00 g/mol times 4 = 64,00 g/mol
Então,
Massa molar de BaSO4 = 137,33 + 32,07 + 64,00 = 233,40 , g/mol
Agora, multiplicamos pelos mols que temos:
0,040 , mol times 233,40 , g/mol = 9,34 , g

Resposta

A massa de sólido formada, considerando rendimento quantitativo, é de aproximadamente 9,34 , g de BaSO4.

Exercícios relacionados