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 (
).