O tetróxido de triferro, conhecido como magnetita, material que forma o ímã natural, presente na areia de algumas praias, em bactérias, abelhas, cupins, pombos e até em seres humanos, pode ser obtido, pelo menos teoricamente, pela seguinte reação:
Ferro sólido + água
tetróxido de triferro + hidrogênio.
Considerando essa reação, assinale a opção que completa corretamente as lacunas do seguinte enunciado:
Quando reagirem
de Fe com 20 g de água, serão produzidos
mol de tetróxido de triferro e o reagente limitante será
$$.
a) 0,1; água
b) 0,2 ; água
c) 0,1 ; ferro
d) 0,2 ; ferro
Ferro sólido + água
Considerando essa reação, assinale a opção que completa corretamente as lacunas do seguinte enunciado:
a) 0,1; água
b) 0,2 ; água
c) 0,1 ; ferro
d) 0,2 ; ferro
Passo 1
Beleza, vamos de estequiometria! A questão é de Química (reação química), mais especificamente cálculo de reagente limitante e rendimento teórico. Temos a reação que forma o tetróxido de triferro (magnetita):
Recebemos 32,6 g de Fe e 20 g de H₂O. Queremos saber quantos mol de Fe₃O₄ saem e qual reagente limita. Para resolver a gente vai:
1) Balancear a equação (já fizemos).
2) Calcular moles de cada reagente.
3) Comparar com a proporção estequiométrica para achar o limitante.
4) Calcular moles de produto formado.
Passo 2
Calcular moles de cada reagente usando
– Fe: massa molar
– Fe: massa molar
– H₂O: massa molar
Passo 3
Na reação balanceada:
para cada 3 mol de Fe precisamos de 4 mol de H₂O. Vamos ver quem acaba primeiro:
- Razão Fe:
- Razão H₂O:
Quem der o menor valor é o limitante. Aqui o menor é 0,1943 (Fe), logo o ferro é quem limita.
Passo 4
A quantidade de Fe₃O₄ formada (mol) vem dessa mesma razão (produto por coeficiente):
Arredondando a uma casa decimal razoável, dá
de
.
Resposta
Serão produzidos 0,2 mol de tetróxido de triferro e o reagente limitante é o ferro.