Sabendo que 10,8 \mathrm{~g} de alumínio reagiram completamente com ácido sulfúrico, conforme a reação abaixo, calcule:
\mathrm{Al}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4} \rightarrow \mathrm{Al}_{2}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)_{3}+\mathrm{H}_{2}
a) massa de ácido sulfúrico consumida;
b) massa de sulfato de aluminio produzida;
c) volume de gás hidrogênio liberado, medido nas CNTP.

Passo 1

O enunciado dá uma reação entre alumínio e ácido sulfúrico para formar sulfato de alumínio e gás hidrogênio. O conteúdo é estequiometria: a gente vai balancear a equação, calcular quantos mol de Al temos a partir de 10,8 g, usar as razões molares para achar as quantidades de reagente consumido e de produtos formados, e por fim converter mol de H_{2} em volume nas CNTP.

Passo 2

Primeiro balanceamos a reação:
2\,\mathrm{Al} + 3\,\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4} \;\longrightarrow\; \mathrm{Al}_{2}\bigl(\mathrm{SO}_{4}\bigr)_{3} + 3\,\mathrm{H}_{2}
Em seguida, calculamos os mols de alumínio:
n(\mathrm{Al}) = \frac{10,8}{27,0} = 0,4\text{ mol}

Passo 3

Pela equação, 2 mol de Al reagem com 3 mol de H_{2}S O_{4}. Logo
n(\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}) = 0,4 \times \frac{3}{2} = 0,6\text{ mol}
Como M(\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}) = 98 g/mol, a massa consumida é
m = 0,6 \times 98 = 58,8\text{ g}

Passo 4

Para o sulfato de alumínio: 2 mol de Al produzem 1 mol de \mathrm{Al}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3}.
n\bigl(\mathrm{Al}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3}\bigr) = 0,4 \times \frac{1}{2} = 0,2\text{ mol}
Com M\bigl(\mathrm{Al}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3}\bigr)=342 g/mol, a massa formada é
m = 0,2 \times 342 = 68,4\text{ g}

Passo 5

Para o hidrogênio: a razão é a mesma do ácido sulfúrico, n(\mathrm{H}_{2})=0,6 mol. Em CNTP, 1 mol de gás ocupa 22,4 L, então
V = 0,6 \times 22,4 = 13,44\text{ L}

Resposta

a) 58{,}8 g de \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}
b) 68{,}4 g de \mathrm{Al}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3}
c) 13{,}44 L de \mathrm{H}_{2} nas CNTP.

Exercícios relacionados