7,0 gramas de uma amostra de alumínio impuro são tratados por 50 mL de uma solução de ácido sulfúrico que apresenta 49 % de H2 SO4, em massa e densidade 1,4 g / mL. 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 1,4 g/mL. A massa ( m) pode ser calculada usando a fórmula:
m = volume times densidade
Então,
m = 50 mL times 1,4 g/mL = 70 g

Passo 3

Agora, vamos descobrir a massa de H2SO4 na solução. A concentração é de 49% em massa, ou seja, 49% da massa da solução é ácido sulfúrico. Então,
Massa de H2SO4 = 0,49 times 70 g = 34,3 g

Passo 4

Vamos calcular o número de mols de H2SO4 utilizados na reação. A massa molar do H2SO4 é aproximadamente 98 g/mol. Usamos a fórmula:
n = mM
Então,
n = 34,3 g98 g/mol approx 0,35 mol

Passo 5

Agora, precisamos ver a reação entre alumínio e ácido sulfúrico para encontrar a relação entre os mols. A reação balanceada é:
2 Al + 3 H2SO4 Al2(SO4)3 + 3 H2
Isso mostra que 3 mols de ácido reagem com 2 mols de alumínio. Então, a relação mola é:
2 mol Al3 mol H2SO4

Passo 6

Usando a relação, vamos encontrar os mols de alumínio que reagiram:
nAl = 23 times 0,35 mol approx 0,23 mol

Passo 7

Agora, calculamos a massa de alumínio puro que reagiu. A massa molar do alumínio ( Al) é aproximadamente 27 g/mol. Então,
mAl = nAl times M = 0,23 mol times 27 g/mol approx 6,21 g

Passo 8

Finalmente, para encontrar a porcentagem em massa de alumínio na amostra, usamos a fórmula:
% Al = ( mAlmamostra ) times 100%
Substituindo os valores,
% Al = ( 6,21 g7,0 g ) times 100% approx 88,7%

Resposta

A porcentagem em massa de alumínio na amostra analisada é de aproximadamente 88,7%.

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