Uma liga de alumínio e cobre foi tratada com ácido clorídrico. O alumínio sofreu dissolução segundo a equação
O cobre permanece inalterado. O ataque de
da liga produziu
de
medidos a 273 K e pressão de 1 atm . Qual a percentagem em massa de alumínio na liga?
Passo 1
O enunciado pede a percentagem em massa de alumínio numa liga de massa
, sabendo que o alumínio reagiu com ácido clorídrico segundo a reação
enquanto o cobre permaneceu inalterado. Foi medido um volume de
de
nas condições de
e
.
Informações relevantes extraídas do enunciado:
- massa da amostra da liga:
; - volume de
produzido: (medido a e ); - equação da reação (mostra a razão molar entre
e : mol de produz mol de ); - pergunta: qual a percentagem em massa de alumínio na liga?
Passo 2
Plano de resolução (passos que vamos executar, explicados de forma didática):
- Converter o volume de
produzido em número de mols usando o volume molar nas condições dadas (STP: , vale ou ). - Usar a estequiometria da reação para obter o número de mols de
consumido a partir dos mols de . - Converter os mols de
em massa usando a massa molar do alumínio . - Calcular a percentagem em massa de alumínio dividindo a massa de
pela massa total da liga e multiplicando por .
Explicação rápida de conceitos (sem jargões):
- “Mol” é a unidade que conta partículas; uma mol tem
partículas, mas aqui usamos relações de volumes e massas por mol. - Em condições padrão (
, ), um mol de gás ideal ocupa . Assim, para converter volume de gás em mols usamos . - Estequiometria: a equação química dá a relação entre quantidades em mols dos reagentes e produtos; por exemplo, da equação dada, para cada
mol de formado-consumido produz-se mol de .
Passo 3
Calcular o número de mols de
formados. Usamos a relação
onde
(volume molar a
e
). Substituindo:
Passo 4
Usar a estequiometria da reação para achar os mols de
. Da reação,
mol de
produz
mol de
. Então
Substituindo
:
Passo 5
Converter os mols de
em massa. A massa é dada por
onde
. Assim
Calculando:
(ou seja, a massa de alumínio consumida corresponde a
.)
Passo 6
Calcular a percentagem em massa de alumínio na liga:
Substituindo
e
:
Arredondando razoavelmente (duas casas decimais):