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:
Para três mols de , qual o volume de (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 ( ) pela eletrólise da bauxita ( ). A reação química não balanceada é:
Precisamos descobrir, para 3 mols de , qual é o volume de dióxido de carbono ( ) produzido nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP) e a massa de alumínio ( ) 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:
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 nos produtos.
  • Carbono ©: Cada forma um , então vamos equilibrar depois de ajustar o oxigênio.
  • Oxigênio (O): Temos 3 átomos de O no e 2 no , então precisamos ajustar os coeficientes para balancear.
Após balancear, a equação fica:

Passo 3

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

Passo 4

Vamos agora calcular o volume de 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:

Passo 5

Por último, vamos calcular a massa de alumínio ( ) produzida. Para isso, usamos a massa molar do alumínio, que é aproximadamente 26,98 g/mol.
Então:

Resposta

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

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