Question

(Uece)Usado como catalisador no processo Haber, como agente de contraste em ressonância magnética e em camada protetora de aço contra ferrugem, o oxido ferroso-férrico é obtido pela reaçao entre o ferro metálico e o vapor ďágua que produz tambem hidrogenio molecular. Ao fazer reagir 840 g de ferro metálico, obtém-se um volume de hidrogênio medido a 127C e 5 atm de pressao correspondente a:
Dados: Fe=56; R=0,082 atm
a) 87,46
b)131,20
c)57,06
d)43,73

Answer 1

MM Fe = 55,8 g/mol

mol de Fe =    840g / 55,8 =  15 mol

o oxido ferroso-férrico é obtido pela reaçao entre o ferro metálico e o vapor ďágua que produz tambem hidrogenio molecular.

3 Fe(s)  +  4 H2O(v)                    →              Fe3O4 (s)  + 4 H2(g)
3mol -----------------------------------------------------------------------4mol
15mol------------------------------------------------------------------------x

x = 20 mol de H2

Lei dos gases:

P . v  = n . R . T

 A temperatura precisa está em K, basta somar com 273

127°C + 273 =  400 K

substituindo os valores

5 . v  =  20 . 0,082 . 400

V= 131,20 Litros      letra b)

Answer 2

Reação : Fe + H2O ⇒ Fe3O4 + H2 (não balanceada)

Balanceando, chegamos em :

3 Fe + 4 H2O ⇒Fe3O4 + 4 H2

(Fe → Ferro metálico;
 H2O → Água (em vapor, no caso);
 Fe3O4 → Óxido ferroso férrico;
 H2 → Gás hidrogênio (hidrogênio molecular))...

n = m1 / MM
n → Número de mols;
m1 → Massa da amostra;
MM → Massa molar...

Para o ferro metálico, temos :
m1 = 840 g;
MM = 56 g/mol;
(n = ???...)

n = 840 / 56
n = 15 mols de Fe na amostra...

 Pela reação, 3 mols de Fe reagem produzindo 4 mols de H2...logo, para 15 mols de Fe :

3 mols de Fe → 4 mols de H2
15 mols de Fe → x mols de H2

x = 4 * 15 / 3
x = 20 mols de H2 formados !

P * V = n * R * T
P → Pressão (usaremos atm);
V → Volume (usaremos litros);
n → Número de mols;
R → Usaremos 0,082 atm * L / (mol * K);
T → Temperatura (usaremos Kelvin)

Passando a temperatura T de ºC para Kelvin (soma-se 273) :
T = 127 ºC + 273
T = 400 K

Sendo, para o gás hidrogênio formado :
P = 5 atm;
(V = ???...);
n = 20 mols;
R = 0,082 atm * L / (mol * K);
T = 400 Kelvin...

5 * V = 20 * 0,082 * 400
V = 20 * 0,082 * 400 / 5
V = 131,2 Litros de H2 correspondentes a essas condições de pressão e temperatura !