Questão 8. (a) Identifique o reagente limitante quando 5,52 g de sódio fundido são aquecidos com 5,10 g de óxido de alumínio, produzindo óxido de sódio e alumínio metálico. (b) Que massa de alumínio pode ser produzida? (c) Que massa de reagente permanece ao final da reação? (d) Quantos átomos de alumínio foram produzidos?

Passo 1

No enunciado temos 5,52 g de sódio metálico reagindo com 5,10 g de óxido de alumínio para formar óxido de sódio e alumínio metálico. O conteúdo é estequiometria (reagente limitante, rendimento e cálculo de mols) e vamos precisar do balanço da reação e das massas molares para calcular as quantidades em mol, o reagente limitante, a massa de produto e o excesso de reagente.

Passo 2

A reação balanceada é
6,Na + Al2O3 to 3,Na2O + 2,Al
As massas molares são
M(Na)=22,99;g/mol,
M(Al2O3)=2times26,98+3times16,00=101,96;g/mol
Logo as quantidades em mol são
dfrac5,5222,99approx0,2403;mol,Na
e
dfrac5,10101,96approx0,05002;mol,Al2O3

Passo 3

Para reagir completamente 0,05002 mol de Al2O3 são necessários 6times0,05002=0,3001 mol de Na, mas só há 0,2403 mol. Portanto o sódio é o reagente limitante e o óxido de alumínio está em excesso.

Passo 4

Pela estequiometria, cada 6 mol de Na gera 2 mol de Al. Assim os 0,2403 mol de Na produzem
dfrac26times0,2403approx0,08010;mol,Al
Convertendo em massa:
m(Al)=0,08010times26,98approx2,16;g

Passo 5

O excesso de Al2O3 é a diferença entre o inicial e o consumido. Consumiram-se dfrac0,24036=0,04005 mol, restando
0,05002-0,04005=0,00997;mol
Em massa:
mrestante(Al2O3)=0,00997times101,96approx1,02;g

Passo 6

O número de átomos de alumínio produzidos é o número de mols de Al vezes o número de Avogadro:
N=0,08010times6,022times10^23approx4,82times10^22

Resposta

(a) O reagente limitante é o sódio.
(b) 2,16;g de alumínio.
(c) 1,02;g de Al2O3 permanecem.
(d) 4,82times10^22 átomos de alumínio foram produzidos.

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