Exercicio 3: Suponha que você tem um pedaço de fósforo com uma massa de 1,45 g. Que massa de Cl 2 é necessária para reagir com todo o fósforo? Qual a massa de PCl 3 formada?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A questão nos pede para descobrir quanto de Cl₂ é necessário para reagir com 1,45 g de fósforo § e também qual a massa de PCl₃ que vai se formar. Para resolver isso, vamos usar a matéria de estequiometria, que nos ajuda a relacionar as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber qual é a reação química entre o fósforo e o cloro para formar o cloreto de fósforo (PCl₃). A reação balanceada é:
P4 + 6Cl2 4PCl3
Isso significa que 1 mol de P₄ reage com 6 mols de Cl₂ para formar 4 mols de PCl₃.

Passo 3

Agora, vamos calcular a massa molar do fósforo §. A massa molar do fósforo é aproximadamente 30,97 g/mol. Mas como a reação usa P₄, a massa molar do P₄ será:
MP4 = 4 times 30,97 , g/mol = 123,88 , g/mol

Passo 4

Vamos determinar quantos mols de P₄ temos na massa de fósforo que temos. Primeiro, como temos 1,45 g de fósforo puro §, precisamos converter para mols:
nP = 1,45 , g30,97 , g/mol approx 0,047 , mol

Passo 5

Agora, usando a estequiometria da reação, vemos que 4 mols de PCl₃ são formados a partir de 1 mol de P₄. Então, a quantidade de mols de PCl₃ formada será:
nPCl3 = 41 times nP4 = 4 times 0,047 , mol = 0,188 , mol

Passo 6

Para achar a massa de PCl₃ formada, usamos a massa molar do PCl₃. A massa molar do PCl₃ é:
MPCl3 = 30,97 + 3 times 35,45 = 137,32 , g/mol
Então, a massa formada será:
mPCl3 = nPCl3 times MPCl3 = 0,188 , mol times 137,32 , g/mol approx 25,8 , g

Passo 7

Agora, vamos descobrir quanto de Cl₂ é necessário para reagir com todo o fósforo. Da reação balanceada, vemos que para cada mol de P₄, precisamos de 6 mols de Cl₂. Então:
nCl2 = 6 times nP4 = 6 times 0,047 , mol = 0,282 , mol
A massa molar do Cl₂ é aproximadamente 70,90 g/mol, então:
mCl2 = nCl2 times MCl2 = 0,282 , mol times 70,90 , g/mol approx 20,0 , g

Resposta

Para reagir com 1,45 g de fósforo, são necessários aproximadamente 20,0 g de Cl₂, e serão formados cerca de 25,8 g de PCl₃.

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