Uma amostra de ferro reagiu totalmente com ácido clorídrico liberando 1,35 L de H2 (CNTP), qual era a massa de ferro utilizada?
Equação não balanceada =Fe(s)+HCl(aq) FeCl3(qq)+H2(g)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado diz que uma certa quantidade de ferro reagiu completamente com ácido clorídrico, produzindo 1,35 litros de hidrogênio gasoso (H₂) nas condições normais de temperatura e pressão (CNTP). O conteúdo que a gente vai usar aqui é estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações entre as quantidades das substâncias envolvidas nas reações químicas. Para resolver isso, vamos precisar balancear a equação química da reação, usar o volume molar dos gases nas CNTP, e calcular a massa de ferro envolvida.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química. A equação não está balanceada:
Fe(s) + HCl(aq) FeCl3(aq) + H2(g)
Vamos ajustar os coeficientes para que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo dos dois lados:
2, Fe + 6, HCl 2, FeCl3 + 3, H2
Agora, a equação está balanceada com 2 mols de ferro reagindo com 6 mols de ácido clorídrico para produzir 2 mols de cloreto de ferro (III) e 3 mols de hidrogênio gasoso.

Passo 3

Vamos calcular quantos mols de H₂ foram produzidos. Sabemos que o volume de H₂ é 1,35 litros nas CNTP. Nas condições normais, 1 mol de gás ocupa 22,4 litros. Então, a quantidade de mols de H₂ é:
Mols de H2 = 1,35, L22,4, L/mol approx 0,0603, mol

Passo 4

Agora, usando a relação da equação balanceada, vemos que 2 mols de Fe produzem 3 mols de H₂. Vamos encontrar quantos mols de Fe correspondem a 0,0603 mols de H₂:
2, mol, Fe3, mol, H2 = x, mol, Fe0,0603, mol, H2
Resolvendo para x = 23 times 0,0603 approx 0,0402, mol, Fe :

Passo 5

Agora, vamos converter os mols de Fe para massa. A massa molar do ferro (Fe) é aproximadamente 55,85 g/mol. Então:
Massa de Fe = 0,0402, mol times 55,85, g/mol approx 2,25, g

Resposta

A massa de ferro utilizada foi de aproximadamente 2,25 gramas.

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