(CESGRANRIO): A equação química abaixo não está balanceada. Nela, zinco puro reage com ácido clorídrico, produzindo cloreto de zinco e hidrogênio.
Zn+HCl longrightarrow ZnCl2+H2
A massa de HCl necessária para reagir completamente com 130 g de zinco é
Dados: mH=1 u, mCl=35 u e mzn=65 u

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o exercício está pedindo. Temos uma reação química entre zinco puro (Zn) e ácido clorídrico (HCl) que forma cloreto de zinco (ZnCl₂) e hidrogênio gasoso (H₂). A equação química fornecida não está balanceada, ou seja, os números de átomos de cada elemento não são iguais nos dois lados da reação. Precisamos balancear essa equação e depois calcular a massa de HCl necessária para reagir completamente com 130 g de zinco.
Conteúdo da matéria: Este exercício envolve conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos em uma reação química.
O que vamos precisar:
  • Balancear a equação química.
  • Calcular a massa molar dos reagentes e produtos.
  • Utilizar proporções molar para determinar a quantidade de HCl necessária.

Passo 2

Vamos começar balanceando a equação química. Isso significa ajustar os coeficientes (os números na frente das fórmulas) para que o número de átomos de cada elemento seja o mesmo nos dois lados da equação.
A equação inicial é:
Zn + HCl longrightarrow ZnCl2 + H2
Observando os coeficientes iniciais (todos iguais a 1), vemos que:
  • Zinco (Zn): 1 à esquerda e 1 à direita – está balanceado.
  • Cloro (Cl): 1 à esquerda e 2 à direita – não está balanceado.
  • Hidrogênio (H): 1 à esquerda e 2 à direita – não está balanceado.
Para balancear, vamos ajustar os coeficientes de HCl e H₂. Colocando 2 HCl na esquerda, teremos:
Zn + 2,HCl longrightarrow ZnCl2 + H2
Agora, verificando novamente:
  • Zn: 1 e 1 – balanceado.
  • Cl: 2 e 2 – balanceado.
  • H: 2 e 2 – balanceado.
Prontinho! A equação balanceada é:
Zn + 2,HCl longrightarrow ZnCl2 + H2

Passo 3

Agora, vamos calcular a massa molar de cada substância envolvida na reação. A massa molar é a massa de um mol de uma substância e é calculada somando as massas atômicas de todos os átomos na fórmula.
Dados fornecidos:
  • Massa atômica do H: 1 u
  • Massa atômica do Cl: 35 u
  • Massa atômica do Zn: 65 u
Cálculos:
  • Massa molar do Zn: 65 g/mol
  • Massa molar do HCl:
    • H: 1 g/mol
    • Cl: 35 g/mol
    • Total: 1 + 35 = 36 g/mol
  • Massa molar do ZnCl��:
    • Zn: 65 g/mol
    • Cl: 2 × 35 = 70 g/mol
    • Total: 65 + 70 = 135 g/mol
  • Massa molar do H₂:
    • H: 2 × 1 = 2 g/mol

Passo 4

Vamos determinar quantos mols de Zn temos nos 130 g fornecidos.
A fórmula para calcular o número de mols é:
n = mM
Onde:
  • nZn = 130,g65,g/mol = 2,mol é o número de mols
  • é a massa
  • é a massa molar
Aplicando os valores:
Então, temos 2 mols de zinco.

Passo 5

Agora, vamos usar a equação balanceada para encontrar a relação molar entre Zn e HCl. Na equação balanceada:
Zn + 2,HCl longrightarrow ZnCl2 + H2
Podemos ver que 1 mol de Zn reage com 2 mols de HCl.
Então, para 2 mols de Zn, a quantidade de HCl necessária será:
nHCl = 2,mol Zn times 2,mol HCl1,mol Zn = 4,mol HCl

Passo 6

Agora, vamos calcular a massa de HCl necessária para fornecer esses 4 mols.
Usando a fórmula:
m = n times M
Onde:
  • mHCl = 4,mol times 36,g/mol = 144,g é a massa
  • é o número de mols
  • é a massa molar
Aplicando os valores:

Resposta

A massa de HCl necessária para reagir completamente com 130 g de zinco é 144 gramas.

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