Para a ração:
determine quanto de iodeto de Cobre,
, é formado quando
de uma solução 0,1
de
e
de uma solução
de
reagem, sabendo que o rendimento da reação é de
.
Passo 1
Primeiro, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos a reação:
O conteúdo principal aqui é estequiometria, que nos ajuda a calcular quantos produtos ou reagentes estão envolvidos em uma reação química. Vamos precisar saber as concentrações e volumes das soluções de íons Cu²⁺ e I⁻ para descobrir quanto de CuI é formado, considerando que a reação não é 100% eficiente (tem 75% de rendimento).
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a quantidade de matéria (em mols) de cada reagente que temos. A quantidade de mols (n) é dada pela fórmula:
onde $ C $ é a concentração e $ V $ é o volume da solução em litros.
Para o íon $ \mathrm{Cu}^{2+} $:
- Concentração ($ C_{\mathrm{Cu}^{2+}} $) = 0,1 mol/L
- Volume ($ V_{\mathrm{Cu}^{2+}} $) = 100 mL = 0,1 L
Então,
Para o íon $ \mathrm{I}^{-} $:
- Concentração ($ C_{\mathrm{I}^{-}} $) = 0,8 mol/L
- Volume ($ V_{\mathrm{I}^{-}} $) = 50 mL = 0,05 L
Então,
Passo 3
Agora, precisamos identificar o reagente limitante, que é o reagente que acaba primeiro e determina a quantidade máxima de produto que pode ser formado.
Segundo a equação balanceada:
- 2 mols de $ \mathrm{Cu}^{2+} $ reagem com 5 mols de $ \mathrm{I}^{-} $
Vamos ver quantos mols de $ \mathrm{I}^{-} $ são necessários para reagir com os 0,01 mol de $ \mathrm{Cu}^{2+} $:
Como temos 0,04 mol de $ \mathrm{I}^{-} $, que é mais que os 0,025 mol necessários, o $ \mathrm{Cu}^{2+} $ é o reagente limitante.
Passo 4
Agora vamos calcular a quantidade de $ \mathrm{CuI} $ que pode ser formada a partir de 0,01 mol de $ \mathrm{Cu}^{2+} $.
Segundo a equação balanceada:
- 2 mols de $ \mathrm{Cu}^{2+} $ produzem 2 mols de $ \mathrm{CuI} $
Logo, 0,01 mol de $ \mathrm{Cu}^{2+} $ produzirá também 0,01 mol de $ \mathrm{CuI} $.
Passo 5
Considerando o rendimento da reação de 75%, nem toda a quantidade teórica de $ \mathrm{CuI} $ será realmente produzida. Então, vamos aplicar esse rendimento:
Passo 6
Finalmente, para encontrar a massa de $ \mathrm{CuI} $ formada, usamos a fórmula:
onde $ M $ é a massa molar do $ \mathrm{CuI} $.
Calculando a massa molar de $ \mathrm{CuI} $:
- Cu: 63,55 g/mol
- I: 126,90 g/mol
- $ M_{\mathrm{CuI}} = 63,55 + 126,90 = 190,45 , g/mol $
Então,
Resposta
A massa de iodeto de Cobre ($ \mathrm{CuI} $) formada é aproximadamente 1,43 gramas.