O hidróxido de alumínio, é um composto químico utilizado no tratamento de águas. Uma possível rota de síntese desse composto ocorre pela reação entre o sulfato de alumínio, e o hidróxido de cálcio, . Nessa reação, além do hidróxido de alumínio, é formado também o sulfato de cálcio, . Assumindo que no processo de síntese tenha-se misturado 35 g de sulfato de alumínio, e 25 g de hidróxido de cálcio, , faça o que se pede: Dados:
a) escreva a equação química balanceada da síntese.
b) determine a massa de hidróxido de alumínio, , obtida;
b) a quantidade de reagente em excesso da reação.

Passo 1

Vamos resolver um exercício de química que trata da síntese do hidróxido de alumínio, , usando sulfato de alumínio, , e hidróxido de cálcio, . Precisamos balancear a equação química, calcular a massa do produto formado e identificar qual dos reagentes está em excesso. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que ajudam a relacionar quantidades de reagentes e produtos em reações químicas.

Passo 2

a) Escrever a equação química balanceada da síntese.
Primeiro, escrevemos a equação não balanceada:
Agora, vamos balancear os átomos de cada elemento:
  1. Átomos de Alumínio (Al):
    • Reagentes: 2 Al em
    • Produtos: 1 Al em
    • Para balancear, colocamos coeficiente 2 em :
  2. Átomos de Enxofre (S):
    • Reagentes: 3 S em
    • Produtos: 1 S em
    • Colocamos coeficiente 3 em :
  3. Átomos de Cálcio (Ca):
    • Reagentes: 1 Ca em
    • Produtos: 3 Ca em
    • Colocamos coeficiente 3 em :
  4. Átomos de Oxigênio (O) e Hidrogênio (H):
    • Verificamos que os átomos de O e H também estão balanceados após os ajustes anteriores.
Equação química balanceada final:

Passo 3

b) Determinar a massa de hidróxido de alumínio, , obtida.
Para calcular a massa do produzido, seguimos os seguintes passos:
  1. Calcular as massas molares:
    • Massa molar de :
      - Massa molar de :
    • Massa molar de :
  2. Calcular os mols dos reagentes:
    • Mols de :
      - Mols de :
  3. Determinar o reagente limitante:
    • Pela equação balanceada, 1 mol de reage com 3 mols de .
    • Necessidade de para 0,102 mol de :
      - Como temos 0,338 mol de , que é maior que 0,306 mol, o é o reagente limitante.
  4. Calcular os mols de produzidos:
  5. Calcular a massa de :

Passo 4

c) Determinar a quantidade de reagente em excesso da reação.
  1. Calcular os mols de que reagiram:
  2. Calcular os mols de em excesso:
  3. Converter os mols em massa:

Resposta

a) Equação química balanceada:
b) Massa de hidróxido de alumínio, , obtida: aproximadamente 15,9 g
c) Quantidade de reagente em excesso: aproximadamente 2,37 g de

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