A reação entre o ferro e a solução de ácido clorídrico pode ser equacionada, sem o acerto dos coeficientes estequiométricos, por
Em uma análise no laboratório, após essa reação, foram obtidos 0,002 mol de FeCl2. Considerando-se que o rendimento do processo seja de
, pode-se afirmar que reagiram: (dados: massas molares (g/mol) H =
e Fe
).
a)
de ferro.
b)
de ácido clorídrico.
c)
de ferro.
d)
de ácido clorídrico.
e)
de ferro.
Em uma análise no laboratório, após essa reação, foram obtidos 0,002 mol de FeCl2. Considerando-se que o rendimento do processo seja de
a)
b)
c)
d)
e)
Passo 1
Vou listar claramente o que o enunciado nos dá e o que ele pede.
- Equação não ajustada:
. - Quantidade obtida experimentalmente de produto:
de . - Rendimento do processo:
. - Massas atômicas dadas:
, , (todas em ). - O enunciado apresenta alternativas com massas de ferro ou de ácido clorídrico e pergunta qual massa “reagiram” (ou seja, qual massa de reagente foi necessária/consumida considerando o rendimento).
Passo 2
Primeiro vamos ajustar (balancear) a equação química e interpretar os coeficientes estequiométricos.
A reação balanceada é
Isto significa, em termos de mols:
-
mol de reage para formar mol de . -
mols de reagem para formar mol de .
Explicando de forma simples: os coeficientes dizem quantas partículas (mols) de cada substância participam; daí conseguimos converter entre mols de produto e mols de reagentes.
Passo 3
Agora a ideia do rendimento (rendimento percentual). Definição e fórmula simples:
- O rendimento (
) é a razão entre a quantidade realmente obtida do produto e a quantidade que seria obtida se a reação fosse eficiente (a produção teórica), expressa em percentual:
- Isolando a quantidade teórica:
No nosso caso a quantidade obtida de
é
e
. Então a quantidade teórica (a que deveria ter sido obtida se a reação tivesse rendido
) é
Interpretação prática: para obter
reais de produto com apenas
de eficiência, era necessário dispor de reagentes suficientes para, teoricamente, formar
de
.
Passo 4
Relacionando mols de produto com mols de reagentes (estequiometria aplicada ao caso teórico).
Da equação balanceada:
-
de exige de .
Portanto, para formar os
teóricos de
era necessário:
Também, para referência, a quantidade teórica de ferro necessária seria
(este valor eu calculo para comparar com alternativas, mas a seguir focarei no cálculo das massas pedidas.)
Passo 5
Calcular as massas: primeiro a massa molar do ácido clorídrico
.
Massa molar de
:
Passo 6
Agora a massa de
que reagiu (usando os
calculados no Passo 4):
Em notação científica e no formato pedido:
Observação rápida: se alguém tivesse calculado a massa de ferro necessária teoricamente, seria
valor que não consta entre as alternativas fornecidas.
Resposta
d)
de ácido clorídrico.