O alumínio é obtido pela eletrólise da bauxita. Nessa eletrólise, ocorre a formação de oxigênio que reage com um dos eletrodos de carbono utilizados no processo. A equação não balanceada que representa o processo global é:
Al2 O3+C CO2+Al
Para três mols de Al2 O3, qual o volume de CO2 (CNTP) e a massa de Al , respectivamente, são produzidos nesse processo?

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem um exercício sobre a produção de alumínio ( Al) pela eletrólise da bauxita ( Al2O3). A reação química não balanceada é:
Al2 O3 + C CO2 + Al
Precisamos descobrir, para 3 mols de Al2O3, qual é o volume de dióxido de carbono ( CO2) produzido nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) e a massa de alumínio ( Al) gerada nesse processo. Vamos usar conceitos de estequiometria para resolver isso!

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química. Balancear uma equação significa garantir que o número de átomos de cada elemento seja igual nos reagentes e nos produtos. Vamos fazer isso passo a passo.
A equação não balanceada é:
Al2 O3 + C CO2 + Al
Vamos balancear os átomos de Alumínio (Al), Oxigênio (O) e Carbono ©:
  • Alumínio (Al): Temos 2 átomos de Al no , então precisamos de 2 moléculas de Al2O3 nos produtos.
  • Carbono ©: Cada Al forma um C, então vamos equilibrar depois de ajustar o oxigênio.
  • Oxigênio (O): Temos 3 átomos de O no e 2 no CO2, então precisamos ajustar os coeficientes para balancear.
Após balancear, a equação fica:
Al2O3

Passo 3

Agora que a equação está balanceada, vamos usar a relação molar para descobrir quantos mols de CO2 e Al são produzidos a partir de 3 mols de Al2O3.
Pela equação balanceada:
  • 1 mol de Al2O3 produz 3 mols de CO2.
  • 1 mol de Al2O3 produz 2 mols de Al.
Então, para 3 mols de Al2O3:
  • Mols de CO2 = 3 , mols times 3 = 9 , mols
  • Mols de Al = 3 , mols times 2 = 6 , mols

Passo 4

Vamos agora calcular o volume de CO2 produzido nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). Nas CNTP (0°C e 1 atm), 1 mol de gás ocupa um volume de 22,4 litros.
Então:
Volume de CO2 = 9 , mols times 22,4 , Lmol = 201,6 , L

Passo 5

Por último, vamos calcular a massa de alumínio ( Al) produzida. Para isso, usamos a massa molar do alumínio, que é aproximadamente 26,98 g/mol.
Então:
Massa de Al = 6 , mols times 26,98 , gmol = 161,88 , g

Resposta

Para 3 mols de Al2O3, são produzidos 201,6 litros de CO2 nas CNTP e 161,88 gramas de alumínio ( Al).

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