Num recipiente contendo 4,8 gramas de O2 foram adicionados 15,0 gramas de ferro finamente pulverizado. Após a adição, o recipiente foi completamente fechado e agitado constantemente. Sabendo-se que houve reação e produção de Fe2 O3 e, supondose reação completa, assinale o que for correto.
  1. Ao final da reação, são produzidos 21,4 gramas de Fe2 O3.
  2. O volume de O2 contido no frasco antes da reação corresponde, nas CNTP, a 22,4 litros.
  3. Para cada mol de Fe(s) são necessários 2 mols de O2.
  4. O reagente Fe(s) está em excesso.
  5. Trata-se de uma reação de oxirredução.

Passo 1

Beleza, temos um problema de estequiometria (química) que diz: num frasco fechadinho adicionaram 4,8 g de O₂ e 15,0 g de Fe pulverizado, rolou reação completa e formou Fe₂O₃. Aí a gente precisa ver quais afirmações são verdadeiras (massa de produto, volume de O₂, proporções, reagente em excesso e se é reação de oxirredução).
O que a gente vai usar aqui?
  • Balanceamento da reação
  • Cálculo de mols (massa ÷ massa molar)
  • Regra de três estequiométrica pra ver limitante/excesso e produto
  • Volume de gás em CNTP (1 mol → 22,4 L)
  • Conceito de reação de oxirredução

Passo 2

Primeiro, balancear a reação:
4,Fe + 3,O2 ;longrightarrow; 2,Fe2O3
Isso é importante porque mostra quantos mols de cada entrante reagindo e quantos mols de produto saem.

Passo 3

Calcular quantos mols de cada reagente a gente tem:
  • Mols de O₂ = mol
  • Mols de Fe = mol

Passo 4

a) Reagente limitante? Pela equação, cada 4 mol de Fe precisa de 3 mol de O₂, ou seja, cada 1 mol de Fe pede 0,75 mol de O₂.
Para 0,27 mol de Fe precisaríamos 0,27×0,75 = 0,2025 mol de O₂, mas só temos 0,15 mol. Então O₂ é limitante e Fe está em excesso → afirmação (4) é correta.
b) Massa de Fe₂O₃ formado:
  • Da relação estequiométrica, 3 mol O₂ → 2 mol Fe₂O₃, logo 0,15 mol O₂ → V = ntimes 22,4;L/mol = 0,15times 22,4 approx 3,36;L mol Fe₂O₃.
  • Massa de Fe₂O₃ = 0,10 mol × 159,7 g/mol ≈ 16,0 g. Então a afirmação (1), que dizia 21,4 g, está errada.
c) Volume de O₂ antes da reação em CNTP:
Logo a afirmação (2), que dizia 22,4 L, também está errada.
d) Proporção molar Fe × O₂:
A reação pede 3 mol de O₂ para 4 mol de Fe, ou seja, 0,75 mol de O₂ por 1 mol de Fe, não 2 mol. Então (3) está errada.
e) É reação de oxirredução? Claro que sim: Fe é oxidado (perde elétrons) e O₂ é reduzido (ganha elétrons). A afirmação (5) está certa.

Resposta

As únicas afirmações corretas são as de número 4 e 5.

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