Uma solução de HCl consiste de 28 % de HCl , em massa, e sua densidade é 1,14 g mL^-1. Qual volume desta solução é necessária para reagir com 1,87 g de alumínio metálico?
Al(s)+HCl(aq) longrightarrow AlCl3(aq)+H2(g)

Passo 1

O enunciado nos dá uma reação entre alumínio metálico e ácido clorídrico:
2,Al(s) + 6,HCl(aq) longrightarrow 2,AlCl3(aq) + 3,H2(g)
Precisamos descobrir o volume da solução de HCl (que é 28% em massa e densidade de 1,14:g,mL^-1) capaz de reagir totalmente com 1,87:g de Al. Para isso vamos:
  1. Calcular as mols de Al a partir da massa dada.
  2. Usar a estequiometria para obter as mols de HCl necessárias.
  3. Converter essas mols em massa de HCl.
  4. Determinar a massa de solução que contém essa massa de HCl, usando a concentração em massa.
  5. Finalmente, converter essa massa de solução em volume, usando a densidade.

Passo 2

Calculamos as mols de alumínio usando sua massa molar ( M(Al)=26,98:g,mol^-1):
nAl = mAlM(Al) = 1,87:g26,98:g,mol^-1 approx 0,0693:mol

Passo 3

Pela reação balanceada, cada mol de Al requer 3 mols de HCl. Logo,
nHCl = 3 times nAl = 3 times 0,0693:mol = 0,2079:mol

Passo 4

Transformamos as mols de HCl em massa usando M(HCl)=36,46:g,mol^-1:
mHCl = nHCl times M(HCl) = 0,2079:mol times 36,46:g,mol^-1 approx 7,58:g

Passo 5

Como a solução é 28% em massa de HCl, cada 100:g de solução contém 28:g de HCl. A massa de solução necessária é
msolução = mHCl0,28 = 7,58:g0,28 approx 27,07:g çã

Passo 6

Por fim, usamos a densidade ( d=1,14:g,mL^-1) para converter massa em volume:
Vsolução = msoluçãod = 27,07:g1,14:g,mL^-1 approx 23,8:mL çãçã

Resposta

O volume de solução de HCl necessário é de aproximadamente 23,8:mL.

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