7,0 gramas de uma amostra de alumínio impuro são tratados por 50 mL de uma solução de ácido sulfúrico que apresenta
de
, em massa e densidade
. Terminada a reação, verifica-se que todo o ácido foi gasto e que as impurezas não reagiram. Qual é a porcentagem em massa de alumínio na amostra analisada?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A questão fala sobre uma reação entre uma amostra de alumínio impuro e uma solução de ácido sulfúrico. Nosso objetivo é descobrir qual a porcentagem em massa de alumínio puro nessa amostra. Para isso, vamos precisar entender como calcular a quantidade de ácido usada e relacioná-la com a quantidade de alumínio que reagiu.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular a massa total da solução de ácido sulfúrico. Sabemos que temos 50 mL dessa solução e que a densidade é de
. A massa (
) pode ser calculada usando a fórmula:
Então,
Passo 3
Agora, vamos descobrir a massa de
na solução. A concentração é de
em massa, ou seja, 49% da massa da solução é ácido sulfúrico. Então,
Passo 4
Vamos calcular o número de mols de
utilizados na reação. A massa molar do
é aproximadamente
. Usamos a fórmula:
Então,
Passo 5
Agora, precisamos ver a reação entre alumínio e ácido sulfúrico para encontrar a relação entre os mols. A reação balanceada é:
Isso mostra que 3 mols de ácido reagem com 2 mols de alumínio. Então, a relação mola é:
Passo 6
Usando a relação, vamos encontrar os mols de alumínio que reagiram:
Passo 7
Agora, calculamos a massa de alumínio puro que reagiu. A massa molar do alumínio (
) é aproximadamente
. Então,
Passo 8
Finalmente, para encontrar a porcentagem em massa de alumínio na amostra, usamos a fórmula:
Substituindo os valores,
Resposta
A porcentagem em massa de alumínio na amostra analisada é de aproximadamente
.