Se aquecermos 6,0 g de sulfeto de chumbo no ar, que quantia de oxigênio é necessária para que ocorra uma reação completa?

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química que envolve uma reação química. A questão pede para descobrir quanto de oxigênio é necessário para reagir completamente com 6,0 g de sulfeto de chumbo (PbS) quando aquecido no ar. Para resolver isso, precisamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos de uma reação química.

Passo 2

Primeiro, precisamos escrever a equação balanceada da reação entre o sulfeto de chumbo (PbS) e o oxigênio (O₂). Quando o PbS reage com O₂, forma-se óxido de chumbo (II) (PbO) e dióxido de enxofre (SO₂). A equação não balanceada fica assim:
PbS + O2 PbO + SO2

Passo 3

Agora, vamos balancear a equação para que haja a mesma quantidade de cada átomo em ambos os lados. Observando os átomos:
  • Chumbo (Pb): 1 em ambos os lados.
  • Enxofre (S): 1 em ambos os lados.
  • Oxigênio (O): 2 no O₂, 1 no PbO e 2 no SO₂, totalizando 3 no lado dos produtos.
Para igualar o oxigênio, adicionamos um coeficiente de 3/2 (ou 1,5) na frente do O₂:
PbS + 32O2 PbO + SO2
Para eliminar a fração, multiplicamos todos os coeficientes por 2:
2PbS + 3O2 2PbO + 2SO2

Passo 4

Agora que a equação está balanceada, vamos calcular a quantidade de oxigênio necessária. Primeiro, precisamos determinar quantos mols de PbS estão presentes em 6,0 g.
A massa molar do PbS é:
M(PbS) = M(Pb) + M(S) = 207,2, g/mol + 32,07, g/mol = 239,27, g/mol
Então, o número de mols de PbS é:
n(PbS) = 6,0, g239,27, g/mol approx 0,0251, mol

Passo 5

Segundo a equação balanceada, 2 mols de PbS reagem com 3 mols de O₂. Portanto, para 0,0251 mol de PbS, a quantidade de O₂ necessária é:
n(O2) = 0,0251, mol times 3, mol O22, mol PbS approx 0,0377, mol

Passo 6

Finalmente, vamos converter os mols de O₂ para gramas usando a massa molar do oxigênio:
M(O2) = 2 times 16,00, g/mol = 32,00, g/mol
Então, a massa de O₂ necessária é:
m(O2) = 0,0377, mol times 32,00, g/mol approx 1,21, g

Resposta

São necessários aproximadamente 1,21 g de oxigênio para reagir completamente com 6,0 g de sulfeto de chumbo.

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