Química, perguntado por mello2926, 4 meses atrás

Alumínio metálico ao reagir com oxigênio gasoso, forma óxido de alumínio, Al2O3. Neste caso, 100.00 gramas de alumínio reage com 100.00 gramas de O2. Indique matematicamente, o reagente limitante e reagente em excesso. Apresente por cálculo a massa de óxido de alumínio produzido.

Soluções para a tarefa

Respondido por ShinyComet

Resposta: O Alumínio é o reagente limitante e o Oxigénio é o reagente em excesso. Usando a totalidade do reagente limitante, é possível produzir cerca de 189,65 g de Óxido de Alumínio.

Formulário:

$MM=\dfrac{m}{n}\qquad\qquad n=\dfrac{N}{N_A}\qquad\qquad\rho=\dfrac{m}{V}\qquad\qquad V_m=\dfrac{V}{n}$

Dados:

$Al(s)+O_2(g)\;\longrightarrow\;Al_2O_3(s)$

$m_{Al}=100,00\;g$

$m_{O_2}=100,00\;g$

$MM\,(O)=16,00\;g/mol$

$MM\,(Al)=26,98\;g/mol$

Resolução:

Comecemos por acertar a equação química dada.

Para acertar uma equação química deves sempre ter em conta quantos átomos de cada elemento tens no lado dos produtos de reação e quantos tens no lado dos reagentes.

Depois disso tens de aplicar coeficientes estequiométricos até que tenhas igual número de átomos de cada elemento no lado dos reagentes e do lado dos produtos.

Não há nenhuma forma infalível e rápida de acertar equações químicas, acaba por ser um processo de tentativa e erro.

Aplicando este conhecimento ao exercício, partimos da equação

$Al(s)+O_2(g)\;\longrightarrow\;Al_2O_3(s)$

Comecemos por acertar os Oxigénios:

$Al(s)+3\,O_2(g)\;\longrightarrow\;2\,Al_2O_3(s)$

Vamos, agora, aos Alumínios:

$4\,Al(s)+3\,O_2(g)\;\longrightarrow\;2\,Al_2O_3(s)$

Por último, verificamos se é possível simplificar os coeficientes estequiométricos. Neste caso, não há nenhum número pelo qual os possamos dividir a todos de forma a obter um coeficiente inteiro menor.

Vamos, agora, calcular as Massas Molares do Oxigénio (O₂) e do Óxido de Alumínio (Al₂O₃).

$MM\,(O_2)=2\,MM\,(O)=2\times16,00=32,00\;g/mol$

$MM\,(Al_2O_3)=2\,MM\,(Al)+3\,MM\,(O)=2\times26,98+3\times16,00=101,96\;g/mol$

Sabendo as Massas Molares do Alumínio (Al) e do Oxigénio (O₂), podemos determinar as respetivas Quantidades de Matéria.

$MM\,(Al)=\dfrac{m_{Al}}{n_{Al}}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{Al}=\dfrac{m_{Al}}{MM\,(Al)}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{Al}=\dfrac{100,00}{26,98}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{Al}\approx3,71\;mol$

$MM\,(O_2)=\dfrac{m_{O_2}}{n_{O_2}}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{O_2}=\dfrac{m_{O_2}}{MM\,(O_2)}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{O_2}=\dfrac{100,00}{32,00}\Leftrightarrow$

$\Leftrightarrow n_{O_2}\approx3,13\;mol$

Agora, vamos escolher um dos reagentes e calcular a quantidade de matéria teórica de que precisariamos do outro para que a reação fosse completa. Podes escolher qualquer um dos dois reagentes, eu vou usar o Alumínio (Al).

Usando a estequiometria da reação acertada, podemos criar a seguinte Regra de 3 Simples:

4 mol de Al ---------- 3 mol de O₂

3,71 mol de Al ---------- x mol de O₂

$x=\dfrac{3,71\times3}{4}=2,78\;mol$