Cloro gasoso pode ser preparado em laboratório pela reaçăo de dióxido de manganês com ácido clorídrico concentrado, HCI(aq), como descrito pela equaçăo química nTo balanceada:
MnO2(s)+HCl(aq) longrightarrow MnCl2(aq)+H2 O(l)+Cl2(g)
Quantos gramas de MnO2(86,94 g / mol) devem reagir com excesso de HCI para obter 205 mL de Cl2(g) a 25^circ C e 760 Torr?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente precisa descobrir quantos gramas de dióxido de manganês ( MnO2) são necessários para produzir 205 mL de gás cloro ( Cl2) usando ácido clorídrico (HCl) em excesso. Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar a equação química balanceada que você forneceu:
MnO2(s) + 4,HCl(aq) longrightarrow MnCl2(aq) + 2,H2O(l) + Cl2(g)
Essa equação nos diz que 1 mol de MnO2 reage com 4 mols de HCl para produzir 1 mol de MnCl2, 2 mols de água e 1 mol de Cl2.

Passo 3

Como a gente tem uma quantidade de volume de Cl2 (205 mL) e precisamos relacionar isso com massa de MnO2, vamos usar a Lei dos Gases Ideais, que é dada por:
PV = nRT
Onde:
  • P é a pressão
  • V é o volume
  • n é o número de mols
  • R é a constante dos gases (0,0821 L·atm/mol·K)
  • T é a temperatura em Kelvin

Passo 4

Primeiro, vamos converter todas as unidades para o sistema adequado. A pressão está em Torr, então vamos converter para atmosferas (atm):
760,Torr = 1,atm
A temperatura está em Celsius, então vamos converter para Kelvin:
T = 25^circC + 273,15 = 298,15,K
O volume está em mililitros, vamos converter para litros:
205,mL = 0,205,L

Passo 5

Agora, vamos reorganizar a equação dos gases ideais para encontrar o número de mols de Cl2:
n = PVRT
Substituindo os valores:
n = (1,atm) times (0,205,L)(0,0821,L,atm/mol,K) times (298,15,K)

Passo 6

Fazendo as contas:
n = 0,2050,0821 times 298,15
n = 0,20524,475
n approx 0,00838,mol
Então, temos aproximadamente 0,00838 mol de Cl2.

Passo 7

Olha só a equação balanceada novamente:
MnO2 + 4,HCl longrightarrow MnCl2 + 2,H2O + Cl2
A relação entre MnO2 e Cl2 é de 1 para 1. Isso significa que 1 mol de MnO2 produz 1 mol de Cl2. Portanto, a quantidade de mols de MnO2 necessária é a mesma que a de Cl2:
nMnO2 = nCl2 = 0,00838,mol

Passo 8

Agora, para encontrar a massa de MnO2 necessária, usamos a fórmula:
massa = n times massa molar
A massa molar de MnO2 é 86,94 g/mol. Então:
massa = 0,00838,mol times 86,94,g/mol

Resposta

A quantidade de MnO2 necessária é aproximadamente 0,729 gramas.

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