Sabe-se que o cobre metálico (Cu) reage com o ácido nítrico (HNO3) e produz óxido de nitrogênio (NO), água e um composto iônico no qual o cobre tem número de oxidação +2. Conforme a reação a seguir:
3 Cu + 8 HNO3 → 2 NO + 4 H2O + 3 Cu(NO3)2
Calcule a massa de metal que deve reagir com o ácido nítrico e produzir 4,48L de óxido de nitrogênio (CNTP), em um processo no qual o rendimento é de 50%.
A.
1,27g
B.
3,81g
C.
9,525g
D.
38,1g
E.
19,05g
Soluções para a tarefa
D. 38,1 g
Estequiometria é o cálculo da quantidade das substâncias envolvidas em uma reação química. O cálculo de estequiometria de reação é realizado com base nas leis das reações e com o auxílio das equações químicas correspondentes.
Nas reações químicas, as substâncias reagem entre si originando produtos em proporções específicas. Desse modo, é possível calcular quanto de produto será formado, ou o rendimento da reação.
Estequiometria da reação:
3 Cu + 8 HNO3 → 2 NO + 4 H2O + 3 Cu(NO3)2
3 mols -------------- 2 mols
Como o NO é um gás, nas CNTP, um mol de NO ocupa um volume de 22,4 L. Assim, 4,48 L equivalem a:
1 mol ------------ 22,4 L
x ----------------- 4,48 L
22,4x = 4,48
x = 4,48/22,4
x = 0,2 mols
Logo, se 3 mols de cobre produzem 2 mols de NO, quantos mols de cobre produzem 0,2 mols de NO?
3 mol C.u ------------ 2 mols NO
x --------------- 0,2 mols NO
2x = 0,6
x = 0,6/2
x = 0,3 mols de Cu.
Sabendo que a massa molar do cobre é de 63,5 g/mol. Então:
0,3 . 63,5 = 19,05 g
Note que esse valor seria para o rendimento de 100%. Como o rendimento é de apenas 50%, então precisamos do dobro de cobre metálico para produzir a mesma quantidade de NO.
Massa de cobre necessária:
2 . 19,05 = 38,1 g