A reação térmica produz ferro metálico e óxido de alumínio a partir de uma mistura de alumínio metálico em pó e oxido de ferro (III)
Fe2 O3(s)+Al(s) Fe(s)+Al2 O3(s)
Usa-se uma mistura de 50,0 g de cada um dos reagentes, Fe2 O3 e Al. Qual é o reagente limitante? Que massa de Ferro metálico pode ser produzida?

Passo 1

O enunciado trata da reação de termita
Fe2O3(s) + 2,Al(s) longrightarrow 2,Fe(s) + Al2O3(s)
e pede para, a partir de 50,0 g de cada reagente, identificar o reagente limitante e calcular a massa de ferro produzida. Vamos usar cálculos estequiométricos: determinar as quantidades em mols, comparar a razão entre reagentes e, a partir do reagente limitante, obter a massa do produto.

Passo 2

Calculamos as mols de cada reagente usando suas massas molares:
Massa molar da hematita
M(Fe2O3)=2times55,85 + 3times16,00 = 159,70 g/mol
Massa molar do alumínio
M(Al) = 26,98 g/mol
Logo
n(Fe2O3)=50,0159,70approx0,313 mol
n(Al)=50,026,98approx1,853 mol

Passo 3

Segundo a estequiometria, para cada mol de Fe2O3 são necessários 2 mol de Al.
Requeridos de alumínio para consumir toda a hematita:
0,313times2 = 0,626 mol
Como há 1,853 mol de Al, que é muito maior que 0,626 mol, sobra alumínio e a Fe2O3 é o reagente limitante.

Passo 4

Da reação, cada mol de Fe2O3 gera 2 mol de Fe. Logo o número de mols de ferro produzido é
n(Fe)=0,313times2 = 0,626 mol
Convertendo em massa, com M(Fe)=55,85 g/mol:
m(Fe)=0,626times55,85approx34,96 g

Resposta

O reagente limitante é a hematita, Fe2O3.
A massa de ferro produzida é aproximadamente 34,96 g (ou 35,0 g, com três algarismos significativos).

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