Question

Um experimento realizado por um grupo de estu -

dantes de química consiste em determinar o volume de

gás liberado em uma reação química específica. Em um

balão (A) de 500 mL, foram adicionados 12,0 g de mag -

nésio metálico puro, juntamente com uma solução de

100,0 mL de HCl 12,0 mol/L. Ao balão (A), foi acoplado

um tubo de vi dro, a fim de coletar o gás desprendido da

reação. O gás foi transferido para um recipiente (B), que

está a uma tem peratura de 27°C e pressão de 760 mmHg.

Considere que o volume do tubo de vidro é desprezível e

que todo o gás produzido na reação foi transferido para o

recipiente (B).

(Dados: Mg = 24g/mol; R = 0,082 atm.L/mol.K)

De acordo com o enunciado acima, assinale a alternativa

correta.

a) Trata-se de uma reação de dupla-troca.

b) O gás produzido na reação química é o gás carbônico,

CO2.

c) O gás produzido na reação química é o gás oxigênio,

d) Todo o magnésio metálico foi consumido; portanto,

este é o reagente limitante.

e) O volume de gás coletado no recipiente (B) é igual a

22,3L.

Answer 1

Olá

Segundo o enunciado:
Balão A
Volume = 500mL
m(Mg) = 12g
V(HCl) = 100mL (12mol/L)

Balão B:
T = 27ºC = 300K
P = 760mmHg = 1atm

Dados:
Mg = 24g/mol;
R = 0,082 atm.L/mol.K

Pela tabela de reatividade, sabemos que o Mg é mais reativo do que o H, assim, temos a seguinte reação já balanceada:

(1)Mg + (2)HCl  -->  (1)MgCl2 + (1)H2

Assim, já podemos eliminar as alternativas "a", "b" e "c", pois:
a) Não é uma reação de dupla troca, e sim de deslocamento(simples troca).
b) O gás produzido não é o gás carbônico e sim o gás hidrogênio.
c) O gás produzido não é o gás oxigênio e sim o gás hidrogênio.

Continuando a questão, foi dado que a concentração de HCl é de 12mol/L, assim, por regra de três podemos saber quantos mols de HCl foram adicionados:
12mol     ---     1000mL(1L) 
x           ---     100mL

x = 1,2mol

Foi dado também que o Mg possui 24g/mol, assim, podemos saber quantos mols de Mg foram adicionados:

24g     ---     1mol
12g     ---     x

x = 0,5mol

Conforme a equação balanceada anteriormente temos que 1 mol de Mg reage com 2 mols de HCl, como temos somente 0,5mols de Mg eles teriam que reagir com 1mol de HCl, no entanto temos HCl a mais (1,2mols). Portanto, podemos concluir que todo Mg será consumido e após isso ele irá limitar a reação, o que torna a alternativa "d" verdadeira.

Por fim, a alternativa é trata sobre o volume de gás coletado no recipiente B, assim, temos que: 
(1)Mg    +    (2)HCl -->  (1)MgCl2 + (1)H2
1mol                                                  1mol
0,5mols                                               x

x = 0,5mols

Fizemos a relação com o Mg pois este é o reagente limitante.

Com isso, temos no recipiente B 0,5mols do gás H2, assim, utilizando a expressão PV = nRT, temos que:
PV  = nRT
1.V = 0,5 . 0,082 . 300
V = 12,3L

Acho que é assim. Se estiver errado avisa!!!

Abração

Answer 2

Na reação, temos:

$Mg_{(s)} +2HCl_{(aq.)}--\ \textgreater \ MgCl_2_{(s)}+H_2_{(g)}$

Com essa informação, podemos descartar as alternativas a,b e c. Assim nos restas a alternativa d e e. Basta verificarmos a veracidade ou o erro de uma delas e pronto, teremos a resposta.

Vamos a alternativa d.

Convertrendo 12,0 g de Mg para mols:

12,0g Mg ----- x
24,0g Mg ----- 1 mol Mg

24*x = 12
x = 0,5 mols de Mg

Pela equação, 1 mol de Mg produz 1 mol de qualquer produto, então 0,5 mol de Mg produz 0,5 mols de qualquer destes.

Multiplicando a concentração pelo volume da solução, encontramos a quantidade de mols de HCl:

(12,0 mol/L)*(100*10^-3) = 1,2 mols de HCl

Como 2 mols de HCl geram 1 mol de qualquer produto, 1,2 gerará 0,6 mols de qualquer um destes.

Por análise, podemos afirmar que que o reagente limitante é aquele que gera menos produto, no nosso caso o Mg. Assim, podemos afirmar que alternativa correta é a letra (d).