Hidrogênio gasoso, H2, reage com óxido de ferro, Fe2 O3, a temperaturas elevadas para formar água gasosa e ferro metálico. Produzindo 3,333 g de ferro por esta reação, quantos gramas de (a) óxido de ferro e (b) hidrogênio são necessários?

Passo 1

Então, amigão, o enunciado diz o seguinte: hidrogênio gasoso (H₂) reage com óxido de ferro (Fe₂O₃) em alta temperatura, forma água (H₂O) e ferro metálico (Fe). Se a gente obteve 3,333 g de ferro, precisa descobrir quantos gramas de (a) Fe₂O₃ e (b) H₂ foram gastos.
Conteúdo: este é um exercício de estequiometria (relação de quantidades em equações químicas). Vamos precisar do conceito de mol, molaridade (massa molar) e da equação química balanceada.

Passo 2

Primeiro, a gente escreve e balanceia a reação:
Fe2O3 ;+; 3,H2 ;longrightarrow; 2,Fe ;+; 3,H2O
Isso mostra que 1 mol de Fe₂O₃ consome 3 mol de H₂ para produzir 2 mol de Fe.

Passo 3

Agora, calculamos quantos mols de Fe correspondem a 3,333 g.
Massa molar do Fe: n(Fe) = 3,333;g55,85;g/mol approx 0,0597;mol .

Passo 4

Usando a estequiometria, 2 mol de Fe vêm de 1 mol de Fe₂O₃, então:
n(Fe2O3) = n(Fe)2 = 0,05972 approx 0,02985;mol
Agora calcula a massa de Fe₂O₃. Massa molar do Fe₂O₃:
Mrm Fe2O3 =2times55,85 +3times16 =159,7;g/mol
m(Fe2O3) = n(Fe2O3)times Mrm Fe2O3 =0,02985times159,7 approx4,76;g

Passo 5

Para o H₂: na reação, 2 mol de Fe exigem 3 mol de H₂, então cada mol de Fe pede 1,5 mol de H₂.
n(H2) = n(Fe)times1,5 =0,0597times1,5 approx0,0896;mol
Massa molar do H₂: m(H2) =0,0896times2,016 approx0,181;g .

Resposta

(a) 4,76 g de Fe₂O₃
(b) 0,181 g de H₂

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