Question

O hidrogênio é um gás incolor, inodoro, insípido e altamente inflamável. Possui diversas aplicações industriais, tais como a produção de semicondutores, produção de amônia, hidrogenação de óleos e de gorduras comestíveis, produção de metanol, redução de minerais metálicos, soldas, remoção de enxofre de óleo combustível e gasolina, entre outras. Além disso, existem empresas investindo em pesquisas para desenvolver veículos que funcionem com o gás hidrogênio como combustível. Industrialmente, o gás hidrogênio é obtido pela decomposição de hidrocarbonetos, sob a ação do calor. Mas, em pequenas quantidades, pode ser obtido pela reação de ácidos com metais. Para a produção de uma pequena quantidade de gás hidrogênio, gotejaram-se 100,0mL de HCl 5,0mol/L sobre 25,0g de zinco metálico em pó, Zn(s). Na temperatura de 25ºC e pressão atmosférica de 1,0atm, a quantidade máxima, em litros, de gás hidrogênio que pode

Answer 1

1º Passo: Escrever a reação do problema balanceada:

2 HCl   +  1 Zn   -------->  1 ZnCl2  +  1 H2

2º Passo: Calcular o nº de mols de HCl e Zn adicionados e ver qual destes é o reagente limitante:

- Zn:  nº mols: massa/MM;           nº mols = 25 / 65;     nº mols = 0,384 mols;

- HCl: nº mols: Con.  x  Vol.         nº mols = 5,0 x 0,1   nº mols = 0,500 mols;

(converter 100 mL em 0,1 L, já que a concentração está em mol/L)

Como a reação é de estequiometria 2 mol HCl para 1 mol de Zn, tem-se que para consumir todos os 0,500 mol de HCl seria necessário 0,250 mol de Zn. COMO ESTE VALOR É INFERIOR AO Nº MOLS DE Zn DADO, TEM-SE QUE O HCl É O REAGENTE LIMITANTE.

Achar o reagente limitante é fundamental, porque se você fizer as constas com o outro reagente o resultado vai dar errado.

3º Passo: Relacionar o reagente limitante com o produto dado:

Pelos dados, tem-se que 2 mol de HCl formam 1 mol de H2. Assim:

2 mol de HCl ----------- 1 mol de H2
0,5 mol de HCl --------  N                                N = 0,25 mol de H2

Assim, são formados 0,25 mol de H2 no processo.

4º Passo: Relacionar o nº de mols com o volume ocupado:

Pelas CNTP, tem-se que 1 mol de um gás ocupa um volume de 22,4 L. Assim:

22,4 L -------- 1 mol
V -------------- 0,25 mol            V = 5,6 Litros de H2

Espero ter ajudado.
Lestera.