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:
. (a)Para dois mols de
, quantos mols de
de Al , respectivamente, são produzidos nesse processo?(b) Qual a massa de C consumida? © Qual o número de átomos de C consumidos? (d) Qual a massa apenas de O liberada na forma de
?
Passo 1
Beleza, vamos dar uma olhada nesse exercício! A gente está falando sobre eletrólise da bauxita para obter alumínio (
). O que acontece nesse processo é que ocorre a formação de oxigênio (
) que reage com um eletrodo de carbono (
). Nosso objetivo aqui é resolver algumas questões relacionadas às quantidades de substâncias envolvidas nessa reação.
Vamos precisar de:
- Balancear a equação química para entender as proporções dos reagentes e produtos.
- Cálculos estequiométricos para achar quantos mols de cada substância são produzidos ou consumidos.
- Conversão de mols para massa usando as massas molares.
- Conhecimento de constantes como o número de Avogadro para calcular o número de átomos.
Passo 2
Primeiro, vamos balancear a equação química. A equação dada é:
Vamos balancear os elementos um a um.
- Alumínio (Al): Tem 2 átomos no
e 1 no do lado direito. Então, precisamos de 2 :
-
Carbono ©: Agora temos 1 átomo de C no reagente, mas precisamos de balancear com os
. -
Oxigênio (O): Temos 3 átomos no
e 2 em cada . Para balancear, vamos colocar um coeficiente 3 na :
- Agora, contabilizando os carbonos: 1 C no reagente e 3 nos produtos. Então, colocamos o coeficiente 3 na
:
Agora a equação está balanceada!
Passo 3
Parte (a): Para dois mols de
, quantos mols de
e de
são produzidos?
Vamos usar as proporções da equação balanceada:
Se temos 2 mols de
:
- Mols de
= - Mols de
=
Passo 4
Parte (b): Qual a massa de C consumida?
Da equação balanceada, sabemos que 1 mol de
consome 3 mols de
.
Para 2 mols de
:
Mols de
consumidos =
Agora, vamos converter mols de C para massa. A massa molar do carbono (
) é aproximadamente
.
Massa de C =
Passo 5
Parte ©: Qual o número de átomos de C consumidos?
Sabemos que 6 mols de C foram consumidos. Para encontrar o número de átomos, usamos o número de Avogadro (
átomos/mol).
Número de átomos de C =
Passo 6
Parte (d): Qual a massa apenas de O liberada na forma de
?
Primeiro, determinamos quantos mols de
são produzidos: 6 mols.
Cada mol de
contém 2 mols de oxigênio (
. Então, total de mols de O =
Agora, vamos converter mols de O para massa. A massa molar do oxigênio (
) é aproximadamente
.
Massa de O =
Resposta
(a) 6 mols de
e 4 mols de
são produzidos.
(b) 72 g de carbono são consumidos.
©
átomos de carbono são consumidos.
(d) 192 g de oxigênio são liberados na forma de
.