1. Uma amostra de minério de ferro contém \mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3} juntamente com outras substäncias. A reação do minério com CO produz ferro metálico:
\mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3(\mathrm{~s})}+\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} \rightarrow \mathrm{Fe}_{(\mathrm{s})}+\mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}
b) Calcule a quantidade de gramas de CO que podem reagir com 0,350 \mathrm{~kg} \mathrm{de}_{2} \mathrm{Fe}_{2} \mathrm{O}_{3}.

Passo 1

O enunciado fornece a reação (não balanceada) e pede a massa de monóxido de carbono que reage com uma certa massa de óxido de ferro:
  • Reação dada: \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3(\mathrm{s})}+\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})}\rightarrow \mathrm{Fe}_{(\mathrm{s})}+\mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}.
  • Massa de óxido de ferro disponível: 0,350\\ \text{kg} de \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}.
    O que se pede: calcular a quantidade, em gramas, de \mathrm{CO} que pode reagir com essa massa de \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}.

Passo 2

Balancear a equação química. Para reagir corretamente, precisamos que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos dois lados. A equação balanceada é:
\mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3} + 3\,\mathrm{CO} \longrightarrow 2\,\mathrm{Fe} + 3\,\mathrm{CO}_{2}
Explicação rápida do balanceamento: há 2 átomos de Fe no \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3}, logo colocamos coeficiente 2 em \mathrm{Fe}. O \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3} tem 3 oxigênios, e cada \mathrm{CO} traz 1 oxigênio que vira \mathrm{CO}_{2}; para totalizar 3 oxigênios precisamos de 3 moléculas de \mathrm{CO}. Assim a equação fica consistente.

Passo 3

Relembrando o que é necessário para esse tipo de conta (aulas rápidas de teoria):
  • O conceito de mol: 1 mol é uma quantidade de partículas (Avogadro), e para cálculos este conceito serve para converter massa ↔ número de partículas.
  • Conversão massa ↔ mol: \displaystyle n=\frac{m}{M}, onde:
    • n é a quantidade de matéria em mol,
    • m é a massa em gramas,
    • M é a massa molar (em \text{g/mol}).
  • Estabelecida a relação molar entre reagentes pela equação balanceada, usa-se uma regra de três: a partir dos mols de um reagente obtém-se os mols do outro pelo coeficiente estequiométrico.

Passo 4

Calcular as massas molares necessárias (valores atômicos usados: \mathrm{Fe}=55,85\\ \text{g/mol}, \mathrm{O}=16,00\\ \text{g/mol}, \mathrm{C}=12,01\\ \text{g/mol}):
M(\mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3})=2\cdot 55,85 + 3\cdot 16,00 = 111,70 + 48,00 = 159,70\\ \text{g/mol}
M(\mathrm{CO})=12,01 + 16,00 = 28,01\\ \text{g/mol}

Passo 5

Converter a massa de \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3} fornecida para gramas e calcular o número de mols:
  • 0,350\\ \text{kg} = 350\\ \text{g}.
n(\mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3})=\frac{350}{159,70}\approx 2,1916\\ \text{mol}
Arredondando com base nos algarismos sigificativos do dado, podemos anotar n(\mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3})\approx 2,19\\ \text{mol}.

Passo 6

Usar a estequiometria da reação para obter os mols de \mathrm{CO} necessários. Pela equação balanceada: 1 mol de \mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3} reage com 3 mol de \mathrm{CO}. Então:
n(\mathrm{CO})=3\cdot n(\mathrm{Fe}_{2}\mathrm{O}_{3})=3\cdot 2,1916\approx 6,5748\\ \text{mol}
Arredondando: n(\mathrm{CO})\approx 6,57\\ \text{mol}.

Passo 7

Converter os mols de \mathrm{CO} em massa usando m=n\cdot M:
m(\mathrm{CO})=6,5748\cdot 28,01\approx 184,16\\ \text{g}.
Arredondando para três algarismos significativos (compatível com 0,350\\ \text{kg}), obtemos 184\\ \text{g}.

Passo 8

Resumo do procedimento prático para a prova (decorável e simples):
  1. Balanceie a reação.
  2. Calcule massas molares.
  3. Converta massa dada → mols do reagente disponível.
  4. Use os coeficientes estequiométricos para achar os mols do reagente desejado.
  5. Converta mols → massa.
    Vai dar certo — respira e resolve passo a passo.

Resposta

184\\ \text{g}

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