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. (a)Para dois mols de Al2 O3, quantos mols de CO2 e 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 CO2 ?

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:
Al2O3 + C CO2 + Al
Vamos balancear os elementos um a um.
  • Alumínio (Al): Tem 2 átomos no Al2O3 + C CO2 + 2Al e 1 no Al2O3 + C 3CO2 + 2Al do lado direito. Então, precisamos de 2 Al2O3 + 3C 3CO2 + 2Al :
  • 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 Al2O3 : CO2 : Al = 1 : 3 : 2 , 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 = áá

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 .

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