Uma mistura de alumínio e cobre finamente divididos foi tratada com HCl aquoso. O aluminio se dissolve completamente, liberando gás hidrogênio, mas o cobre permanece na forma metálica pura.
de uma amostra da mistura metálica produz
de gás hidrogênio puro nas CNTP. Qual é a porcentagem em peso de alumínio na mistura?
Passo 1
Beleza, resumindo o enunciado: a gente tem uma mistura de alumínio (Al) e cobre (Cu), e ao tratar com HCl, só o Al reage, liberando gás hidrogênio (H₂), enquanto o Cu fica parado. Pegamos 0,350 g dessa mistura e obtemos 415 cm³ de H₂ a CNTP. A pergunta é: qual a porcentagem em peso de Al na mistura?
Conteúdo: este problema envolve estequiometria de reação e uso da ideia de volume molar de gás nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP). Vamos precisar:
Conteúdo: este problema envolve estequiometria de reação e uso da ideia de volume molar de gás nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP). Vamos precisar:
- Saber que, em CNTP (0 °C e 1 atm), 1 mol de gás ocupa 22,4 L.
- A equação balanceada da reação do Al com HCl:
Passo 2
Calcular quantos mols de H₂ foram gerados. A gente sabe que:
E o volume molar em CNTP é
. Logo,
(Explicando: “n” é o número de mols, “V” é volume e “V_m” o volume molar.)
Passo 3
Agora usamos a estequiometria da reação:
Isso significa que 2 mols de Al produzem 3 mols de H₂. Pra cada mol de Al, sai
mol de H₂. Invertendo a relação pra achar mol de Al:
Passo 4
Transformar mols de Al em massa. A massa molar do Al é
. Então:
Pra achar a porcentagem em peso de Al na mistura, dividimos essa massa pela massa total da amostra (0,350 g) e multiplicamos por 100%:
Resposta
A mistura contém aproximadamente 95,3 % de alumínio em massa.