Dada a equação de redução da hematita a seguir (não balanceada), qual a quantidade de matéria de C necessária para produzir 15 mol de Fe?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma equação química que representa a redução da hematita (
) usando carbono (
) para produzir ferro (
) e monóxido de carbono (
). O que a gente precisa descobrir é quanto de carbono é necessário para gerar 15 mols de ferro. Para isso, vamos precisar balancear a equação química e usar conceitos de estequiometria.
Passo 2
Primeiro, vamos balancear a equação química. Isso significa ajustar os coeficientes para ter a mesma quantidade de cada elemento em ambos os lados da seta. A equação inicial é:
Passo 3
Vamos começar balanceando os átomos de ferro (
). No lado esquerdo, temos 2 átomos de ferro na
, então precisamos ter 2 átomos de ferro no lado direito. Colocamos um coeficiente 2 na frente do
:
Passo 4
Agora, vamos balancear os átomos de oxigênio (
). No lado esquerdo, temos 3 átomos de oxigênio na
. No lado direito, cada molécula de
tem 1 átomo de oxigênio. Para equilibrar, precisamos de 3 moléculas de
:
Passo 5
Agora, balanceamos os átomos de carbono (
). No lado esquerdo, temos 1 átomo de carbono, e no lado direito temos 3 átomos de carbono nas 3 moléculas de
. Para equilibrar, precisamos de 3 átomos de carbono no lado esquerdo, ou seja, 3 moléculas de
:
Passo 6
Agora que a equação está balanceada, podemos usar a estequiometria para encontrar a quantidade de carbono necessária. A equação balanceada nos mostra que para cada 2 mols de
, precisamos de 3 mols de
.
Passo 7
Queremos saber quantos mols de
são necessários para produzir 15 mols de
. Vamos montar uma regra de três simples:
Resolvendo para
:
Resposta
A quantidade de carbono necessária para produzir 15 mols de ferro é 22,5 mols de C.
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)
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16;
.
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