Zinco e oxigênio reagem formando óxido de zinco, produto muito utilizado industrialmente como base de pigmentos brancos para pintura, segundo a reação:
\mathrm{Zn}(\mathrm{~s})+\mathrm{O}_{2(\mathrm{~g})} \rightarrow \mathrm{ZnO}_{(\mathrm{s})}
Quantos gramas de óxido de zinco podem ser formados quando 10 (dez) gramas de zinco reagirem com 7 (sete) gramas de oxigênio?

Passo 1

O enunciado pede a massa de óxido de zinco formada a partir de 10 g de zinco metálico e 7 g de oxigênio, usando a reação de formação do óxido de zinco (este é um clássico problema de estequiometria e reagente limitante).

Passo 2

Calculamos primeiro as quantidades de matéria de cada reagente usando suas massas molares aproximadas ( M_{\mathrm{Zn}}=65 g/mol e M_{\mathrm{O_2}}=32 g/mol):
n(\mathrm{Zn})=\frac{10\,\mathrm{g}}{65\,\mathrm{g/mol}}\approx0,154\,\mathrm{mol}
n(\mathrm{O_2})=\frac{7\,\mathrm{g}}{32\,\mathrm{g/mol}}\approx0,219\,\mathrm{mol}

Passo 3

Escrevendo a estequiometria balanceada em termos de mols:
\mathrm{Zn} + \tfrac12\,\mathrm{O_2} \longrightarrow \mathrm{ZnO}
Isto significa que cada mol de \mathrm{Zn} consome 0,5 mol de \mathrm{O_2} para formar 1 mol de \mathrm{ZnO}.

Passo 4

Determinamos o reagente limitante comparando o \mathrm{O_2} necessário com o disponível:
\text{O}_2\text{ necessário} = n(\mathrm{Zn})\times0,5 = 0,154\times0,5=0,077\,\mathrm{mol}á
Como 0,219 mol de \mathrm{O_2} está disponível (maior que 0,077 mol), o zinco é o reagente limitante.

Passo 5

A quantidade de matéria de \mathrm{ZnO} formada é igual à de \mathrm{Zn} consumida, ou seja, n(\mathrm{ZnO})=0,154 mol. Usando M_{\mathrm{ZnO}}=65+16=81 g/mol, obtemos:
m(\mathrm{ZnO})=n(\mathrm{ZnO})\times M_{\mathrm{ZnO}}=0,154\times81\approx12,47\,\mathrm{g}

Resposta

A massa de óxido de zinco formada é aproximadamente 12,47 g.

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