Quando zinco ( Zn ) metálico é colocado em contato com ácido clorídrico ( HCl ) ocorre uma reação de oxirredução com liberação de gás hidrogênio ( \mathrm{H}_{2} ) conforme representado pela reação a seguir:
\mathrm{Zn}+2 \mathrm{HC} \ell \rightarrow \mathrm{ZnC} \ell 2+\mathrm{H}_{2}
Se 10,00 \mathrm{~g} de Zn foram misturados com 8,00 \mathrm{~g} de ácido clorídrico, quantos mols de \mathrm{H}_{2} foram liberados aproximadamente:
0,152 \mathrm{mols}
0,219 mols
0,109 \mathrm{mols}
0,304 mols
0,408 \mathrm{mols}

Passo 1

O enunciado dá a reação
\mathrm{Zn} + 2\,\mathrm{HCl} \rightarrow \mathrm{ZnCl}_2 + \mathrm{H}_2
e pede: quantos mols de \mathrm{H}_2 são liberados quando 10{,}00\\ \mathrm{g} de Zn são misturados com 8{,}00\\ \mathrm{g} de HCl.
Informações fornecidas:
\text{massa de Zn} = 10{,}00\\ \mathrm{g}
\text{massa de HCl} = 8{,}00\\ \mathrm{g}
A reação mostra os coeficientes estequiométricos necessários para ligar quantidades molares dos reagentes e do produto.

Passo 2

Vamos transformar as massas em mols: para isso precisamos das massas molares. Pegamos os valores na tabela periódica e somamos quando for composto.
Massa molar aproximada do Zn:
M_{\mathrm{Zn}} \approx 65{,}38\\ \mathrm{g/mol}
Massa molar do HCl (soma de H e Cl):
M_{\mathrm{HCl}} = 1{,}008 + 35{,}45 = 36{,}458\\ \mathrm{g/mol} \approx 36{,}46\\ \mathrm{g/mol}
(Estou usando arredondamentos usuais da tabela periódica.)

Passo 3

Calculemos o número de mols de cada reagente pela definição n=\dfrac{m}{M}.
Mols de Zn:
n_{\mathrm{Zn}}=\dfrac{10{,}00}{65{,}38}\approx 0{,}1529\\ \mathrm{mol}
Mols de HCl:
n_{\mathrm{HCl}}=\dfrac{8{,}00}{36{,}46}\approx 0{,}2194\\ \mathrm{mol}

Passo 4

Interpretação dos coeficientes estequiométricos: a reação diz que
1\\ \text{mol de Zn} \text{ reage com } 2\\ \text{mol de HCl e produz } 1\\ \text{mol de } \mathrm{H}_2.
Então:
  • Se Zn fosse limitante, o máximo de \mathrm{H}_2 produzido seria
n_{\mathrm{H}_2,\text{a partir de Zn}} = n_{\mathrm{Zn}}\times\frac{1\\ \mathrm{mol}\\ \mathrm{H}_2}{1\\ \mathrm{mol}\\ \mathrm{Zn}} = 0{,}1529\\ \mathrm{mol}.
  • Se HCl fosse limitante, o máximo de \mathrm{H}_2 produzido seria
n_{\mathrm{H}_2,\text{a partir de HCl}} = n_{\mathrm{HCl}}\times\frac{1\\ \mathrm{mol}\\ \mathrm{H}_2}{2\\ \mathrm{mol}\\ \mathrm{HCl}} = \dfrac{0{,}2194}{2}\approx 0{,}1097\\ \mathrm{mol}.

Passo 5

Comparando as duas quantidades possíveis de \mathrm{H}_2: 0{,}1529\\ \mathrm{mol} (se Zn limitasse) e 0{,}1097\\ \mathrm{mol} (se HCl limitasse). A menor delas determina a produção real: o reagente limitante é o HCl, porque ele permite produzir menos \mathrm{H}_2. Portanto a quantidade de \mathrm{H}_2 liberada será
n_{\mathrm{H}_2}\approx 0{,}1097\\ \mathrm{mol}.

Passo 6

Arredondamento final: 0{,}1097\\ \mathrm{mol} aproximadamente corresponde a 0{,}110\\ \mathrm{mol} com três algarismos significativos; entre as alternativas dadas, a que coincide com o cálculo aproximado é 0{,}109\\ \mathrm{mol} (é a alternativa mais próxima disponível).

Resposta

0{,}109\\ \mathrm{mol}

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