Massas iguais de zinco metálico e iodo são misturadas e o iodo é completamente convertido em
. 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:
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
, então:
- Mols de zinco:
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
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:
Aí a massa de zinco que sobra sem reagir é
A fração dessa sobra em relação ao zinco inicial é justamente
Resposta
A fração em massa do zinco original que permanece inalterada é
ou cerca de 74,25 %.