O cloreto de alumínio é um reagente muito utilizado em processos industriais que pode ser obtido por meio da reação entre alumínio metálico e cloro gasoso, conforme a seguinte reação química: Aℓ + Cℓ 2 → AℓCℓ 3 . Se 2,70g de alumínio são misturados a 4,0g de cloro, qual a massa produzida em gramas, de cloreto de alumínio?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A questão fala sobre a reação química entre alumínio (Al) e cloro gasoso (Cl₂) para formar cloreto de alumínio (AlCl₃). Nosso objetivo é descobrir quanto de cloreto de alumínio é produzido quando misturamos 2,70g de alumínio com 4,0g de cloro. Para isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as quantidades das substâncias envolvidas nas reações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação química balanceada da reação:
Observamos que precisamos balancear essa equação para termos certeza de que a quantidade de átomos de cada elemento é igual nos dois lados da equação.
Passo 3
Balanceando a equação:
Agora, temos 2 mol de alumínio reagindo com 3 mol de cloro para produzir 2 mol de cloreto de alumínio.
Passo 4
Vamos calcular a massa molar (massa de 1 mol) de cada substância envolvida:
- Alumínio (Al): aproximadamente 26,98 g/mol
- Cloro (Cl₂): aproximadamente 70,90 g/mol (35,45 g/mol para cada átomo de Cl)
- Cloreto de alumínio (AlCl₃): aproximadamente 133,34 g/mol (26,98 + 3×35,45)
Passo 5
Agora, vamos calcular quantos mols de cada reagente temos:
- Mols de Al:
- Mols de Cl₂:
Passo 6
Analisando a estequiometria da reação balanceada, vemos que:
Vamos verificar qual dos reagentes está em menor quantidade em relação à proporção necessária, ou seja, qual é o reagente limitante.
Passo 7
Para 0,100 mol de Al, precisaríamos de:
Mas temos apenas 0,0564 mol de Cl₂, que é menos do que o necessário. Portanto, o Cl₂ é o reagente limitante.
Passo 8
Agora, vamos calcular quantos mols de AlCl₃ serão produzidos a partir do reagente limitante (Cl₂):
Passo 9
Por fim, vamos converter os mols de AlCl₃ para massa:
Resposta
A massa de cloreto de alumínio produzida é de aproximadamente 5,01 g.