Observe a equação que representa a reação entre o zinco metálico e uma solução aquosa de ácido clorídrico e associa a pergunta ao resultado:
Dados: massa molar:
; Volume molar
e 1 atm
; Constante de Avogadro:
O volume em litros de gás hidrogênio a
e 1 atm ao reagir completamente
átomos de zinco metálico? □
Passo 1
O enunciado pede o volume de gás hidrogênio formado, nas condições
e
(STP), quando reagem completamente
átomos de zinco metálico. Dados relevantes fornecidos:
Equação química dada:
Observação: a massa molar de
foi dada, mas para esta questão usaremos principalmente o número de átomos e a constante de Avogadro.
Passo 2
Converter número de átomos em quantidade de matéria (moles). Conceito: a quantidade de matéria
(em mol) relaciona-se com o número de entidades
(átomos, moléculas…) por
onde
é a constante de Avogadro. Aqui:
Então:
Explicação da conta: dividindo por
é o mesmo que dividir por 10 porque os coeficientes numéricos são iguais, logo
Passo 3
Usar estequiometria da reação para relacionar moles de
com moles de
. Na equação as proporções molares são dadas pelos coeficientes estequiométricos:
Portanto:
Breve aula: a estequiometria traduz coeficientes da equação química em razões entre quantidades de matéria — aqui 1:1 entre
e
.
Passo 4
Converter moles de gás em volume nas condições dadas usando o volume molar. Conceito: nas condições
e
um mol de gás ideal ocupa
. Fórmula:
onde
é o volume em litros,
é a quantidade de matéria em mol e
é o volume molar. Aplicando:
Explicação da conta: multiplicar
por
é simplesmente deslocar a vírgula uma casa decimal em
, obtendo
.
Passo 5
Verificação de unidades e lógica: unidades cancelam corretamente (
). A razão numérica é coerente com o fato de que
mol corresponde a um décimo do volume ocupado por 1 mol, isto é
. Nada mais é necessário para a resposta.