A equação não balanceada a seguir representa a obtenção de ferro pela reação de hematita com carvão:
Quantos quilogramas de hematita são necessários para produzir 1120 kg de Fe ?
Passo 1
O enunciado dá a reação (não balanceada)
e pergunta: “Quantos quilogramas de hematita são necessários para produzir
de
?”\n
Informações relevantes extraídas do enunciado:
Informações relevantes extraídas do enunciado:
Nenhuma outra informação numérica (como rendimento) foi dada, então assumimos rendimento
e que a hematita é
.
Passo 2
Balancear a equação química (explicando passo a passo).
- Contamos átomos por espécie no lado esquerdo e direito. À esquerda temos 2 átomos de Fe em
e 3 átomos de O; o produto tem 1 átomo de Fe e tem 1 átomo de C e 1 de O. - Para que o número de Fe seja igual, precisamos de 2 átomos de Fe no produto, então colocamos coeficiente 2 em
. - Para equilibrar os 3 átomos de O, precisamos de 3 moléculas de
(cada tem 1 O). - Isso usa 3 átomos de C no produto, então colocamos coeficiente 3 em
no reagente.
Assim a equação balanceada fica:
Passo 3
Interpretar este balanceamento em termos de mols (a chave da estequiometria).
- A equação balanceada diz que
mol de produz mol de . - Portanto, para cada
mol de formados precisamos de mol de .
Em forma de razão:
Passo 4
Explicar o conceito de mol e massa-molar e anotar os valores que usaremos.
- Um mol é a unidade que conta átomos/moléculas; a massa de
mol de uma substância é sua massa-molar. - Massa-molar (valores aproximados usados aqui):
(explicação:
.)
- Fórmula básica para converter massa em mols:
onde
é número de mols,
é massa (em gramas) e
é massa-molar (em
).
Passo 5
Calcular o número de mols de
correspondentes a
.
- Primeiro convertemos a massa para gramas:
- Aplicamos
:
- Vamos dividir:
(mostrando que é da ordem de ).\n
(Procedimento de cálculo: a divisão diretadá aproximadamente .)
Passo 6
Usar a razão estequiométrica para achar os mols de
necessários.
- Da equação balanceada temos
. - Portanto
Passo 7
Converter os mols de
em massa.
- Usamos
:
- Multiplicando:
- Convertendo para quilogramas:
Passo 8
Arredondamento e interpretação final (o que dizer na prova).
- Dependendo do número de algarismos significativos desejados, podemos arredondar para três algarismos significativos:
- No enunciado não havia indicação de arredondamento, então
é uma boa resposta prática; você pode também relatar .