Questão 30) Em um reator, 20 g alumínio (Al) metálico reagiram completamente com ácido sulfúrico (H2 SO4) de acordo com a equação química não balanceada abaixo:
Al(s)+H2 SO4(aq) Al2(SO4)3(aq)+H2(g)
a) Realize o balanceamento da equação acima.
b) Qual a massa de ácido sulfúrico consumida?
c) Se a amostra de alumínio metálico contivesse 25 % de impurezas, qual a massa de sulfato de alumínio (Al2(SO4)3) produzida ao final da reação?

Passo 1

O enunciado trata de uma reação de alumínio metálico com ácido sulfúrico, e pede:
– (a) o balanceamento da equação química;
– (b) a massa de H2SO4 consumida quando 20 g de alumínio reagem totalmente;
– (c) a massa de sulfato de alumínio Al2(SO4)3 formada se a amostra de alumínio tiver 25% de impurezas (logo 75% de alumínio puro).
Para resolver, vamos usar conceitos de estequiometria: balanceamento por conservação de átomos e cálculos de mol–massa.

Passo 2

Balanceando a equação pelo método dos coeficientes inteiros, igualamos primeiro alumínio e depois enxofre e hidrogênio:
2,Al(s) ;+; 3,H2SO4(aq) ;longrightarrow; Al2(SO4)3(aq) ;+; 3,H2(g)

Passo 3

Calcular a massa de H2SO4 consumida com 20 g de Al:
M(Al)=26,98 g/mol, então
nAl = 20 g26,98 g/mol =0,7417 mol
Pela proporção estequiométrica da equação balanceada, 2 mol de Al consomem 3 mol de H2SO4, logo
nH2SO4 =32,nAl =32times0,7417 =1,1126 mol
Com M(H2SO4)=98,08 g/mol, a massa consumida é
mH2SO4 =1,1126 moltimes98,08 g/mol approx109,1 g

Passo 4

Considerando 25% de impurezas, só 75% de 20 g é Al puro:
mAl,puro=0,75times20 g=15 g, nAl=15 g26,98 g/mol=0,5563 mol
Da equação balanceada, 2 mol de Al formam 1 mol de Al2(SO4)3, então
nAl2(SO4)3 =0,55632 =0,2782 mol
Com M(Al2(SO4)3) =2times26,98+3times(32,06+4times16) =342,14 g/mol,
a massa formada é
mAl2(SO4)3 =0,2782 moltimes342,14 g/mol approx95,1 g

Resposta

a) 2,Al(s)+3,H2SO4(aq) Al2(SO4)3(aq)+3,H2(g)
b) 109,1 g de H2SO4
c) 95,1 g de Al2(SO4)3

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