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 dá a reação de formação do óxido de zinco a partir de zinco metálico e oxigênio gasoso e pede a massa de \mathrm{ZnO} produzida quando 10\,\mathrm{g} de zinco reagem com 7\,\mathrm{g} de oxigênio. O conteúdo é estequiometria simples: cálculo de mols, reagente limitante e conversão de mols de produto em massa.

Passo 2

Balanceamos a equação química. A forma mais usual é:
2\,\mathrm{Zn}(s) + \mathrm{O}_{2}(g) \rightarrow 2\,\mathrm{ZnO}(s)
ou, dividindo tudo por 2,
\mathrm{Zn}(s) + \tfrac12\,\mathrm{O}_{2}(g) \rightarrow \mathrm{ZnO}(s).

Passo 3

Calculamos os mols de reagentes.
n(\mathrm{Zn}) = \frac{10\,\mathrm{g}}{65{,}38\,\mathrm{g/mol}}\approx0{,}153\,\mathrm{mol},
n(\mathrm{O}_{2}) = \frac{7\,\mathrm{g}}{32{,}00\,\mathrm{g/mol}}=0{,}219\,\mathrm{mol}.

Passo 4

Determinamos o reagente limitante comparando a proporção estequiométrica. Da equação temos
\frac{n(\mathrm{O}_{2})}{n(\mathrm{Zn})} = \frac{1}{2} = 0{,}5.
Para 0{,}153 mol de Zn precisaríamos de
0{,}153 \cdot 0{,}5 = 0{,}0765\,\mathrm{mol}\\ \mathrm{de}\\ \mathrm{O}_{2},
mas há 0{,}219,mol de \mathrm{O}_{2}, logo o zinco é limitante.

Passo 5

Como o zinco limita, todo ele será consumido e gera o mesmo número de mols de \mathrm{ZnO}:
n(\mathrm{ZnO}) = n(\mathrm{Zn}) = 0{,}153\,\mathrm{mol}.
Convertendo em massa, usando M(\mathrm{ZnO}) = 65{,}38 + 16{,}00 = 81{,}38\,\mathrm{g/mol}:
m(\mathrm{ZnO}) = 0{,}153\,\mathrm{mol} \times 81{,}38\,\mathrm{g/mol} \approx 12{,}5\,\mathrm{g}.

Resposta

12{,}5\,\mathrm{g} de óxido de zinco.

Exercícios relacionados