Massas iguais de zinco metálico e iodo são misturadas e o iodo é completamente convertido em ZnI2. Que fração em massa do zinco original permanece inalterada?

Passo 1

Beleza, vamos desenrolar o que o exercício tá pedindo. A ideia é: temos massas iguais de zinco (Zn) e iodo molecular (I₂). Eles reagem assim:
Zn + I2 ;longrightarrow; ZnI2
O iodo acaba todo, e parte do zinco também vira produto, mas sobra um tanto de Zn sem reagir. A parada é descobrir que fração da massa original de zinco permanece sem reação. Para isso, vamos usar dois conceitos básicos: massa molar (pra achar quantos mols temos) e reagente limitante (quem acaba primeiro num balanço químico).

Passo 2

Primeiro, vamos calcular quantos mols de cada um a gente tem. Se a massa de cada um é nZn = mMZn , então:
  • Mols de zinco: nI2 = mMI2 onde .
  • Mols de iodo (I₂): e .

Passo 3

Na reação, 1 mol de Zn reage com 1 mol de I₂. Então qual é o limitante? Comparamos nZn = m65,38, nI2 = m254,0 e :
Como , dá para ver que é menor. Ou seja, o iodo acaba primeiro (é o limitante) e todo ele vira ZnI₂.

Passo 4

Se todo iodo reage, ele consome exatamente a mesma quantidade em mols de zinco. Então o Zn consumido tem massa:
mZn, consumido = nI2times MZn = m254,0times 65,38 = m;65,38254,0
Aí a massa de zinco que sobra sem reagir é
mZn, sobra = m - m,65,38254,0 = ml(1 - 65,38254,0r)
A fração dessa sobra em relação ao zinco inicial é justamente
mZn, sobram = 1 - 65,38254,0

Resposta

A fração em massa do zinco original que permanece inalterada é
1 - 65,38254,0approx 0,7425
ou cerca de 74,25 %.

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