Uma estrutura (porta, janela) feita do metal alumínio é muito resistente a danos adversos por se recobrir com uma camada de óxido de alumínio, que protege o metal do ambiente agressivo. Essa reação é idêntica à da combustão do alumínio, que ao reagir com oxigênio produz óxido de alumínio, segundo a equação:
(Não balanceada)
a) Balanceie a equação química.
b) Se você dispuser de 6,0 mols de Al , quantos mols de oxigênio são necessários para completar a reação?
c) Qual a massa de óxido produzida, considerando os 6,0 mols de Al ?
a) Balanceie a equação química.
b) Se você dispuser de 6,0 mols de Al , quantos mols de oxigênio são necessários para completar a reação?
c) Qual a massa de óxido produzida, considerando os 6,0 mols de Al ?
Passo 1
Vou listar exatamente o que o enunciado pede e os dados que ele fornece (sem resolver nada ainda).
-
Enunciado (dados):
- Reação não balanceada:
. - Disponibiliza
mols de , ou seja, .
- Reação não balanceada:
-
Perguntas:
a) Balancear a equação química.
b) Com, quantos mols de são necessários para completar a reação?
c) Com esses, qual a massa de produzida?
Passo 2
Vamos balancear a equação passo a passo (princípio usado: conservação do número de átomos de cada elemento).
-
Colocamos coeficientes inteiros desconhecidos à frente das espécies:Aqui
são coeficientes estequiométricos (números inteiros positivos) que queremos achar. -
Escrevemos balanços por elemento:
- Alumínio (Al): número de átomos no lado esquerdo =
. No lado direito cada fórmula tem 2 átomos de Al, então número no direito = . Logo - Oxigênio (O): no
há 2 átomos por molécula, então total no reagente = . No produto cada tem 3 átomos de O, total = . Logo
- Alumínio (Al): número de átomos no lado esquerdo =
-
Procuramos a menor solução inteira positiva. Tomando
(menor inteiro que torne inteiro): -
. -
.
-
-
Logo a equação balanceada é
Passo 3
Agora interpretamos os coeficientes em termos de mols (regra: coeficientes indicam razões molares entre as substâncias).
-
Da equação balanceada, a razão molar é:Isso significa que para cada
mol de consumidos são necessários mol de . -
Queremos saber quantos mols de
correspondem a mol de . Usamos regra de três estequiométrica: Cancelam-se as unidadese calcula-se:
Passo 4
Determinar quantos mols de
são formados a partir de
mol de
.
- Da equação:
mol produzem mol . Portanto Calculando:
Passo 5
Converter os
mol de
em massa (g). Para isso usamos massa molar (massa de 1 mol):
-
Massas atômicas (valores usados):
-
. -
.
-
-
Massa molar do óxido
: Calculando: -
Massa produzida:
Passo 6
Comentário sobre algarismos significativos (opcional, útil na prova):
- O valor dado
tem duas casas significativas. Mantendo consistência, o número de mols de calculado ficou (duas cifras significativas) e a massa poderia ser arredondada para duas cifras significativas como (ou ). Se for pedida maior precisão, usa-se o valor calculado .