0,4 mol de ácido clorídrico puro reage com zinco em excesso. O volume de gás hidrogênio obtido é 3,360 L nas CNTP. Qual o rendimento desta reação?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma reação química entre ácido clorídrico (HCl) e zinco (Zn) que gera gás hidrogênio (H₂). O problema nos dá a quantidade de HCl usada, a quantidade de H₂ produzida e pede o rendimento da reação. Para resolver isso, vamos precisar usar conhecimentos de estequiometria e das Leis dos Gases.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação entre HCl e Zn:
Zn + 2 HCl ZnCl2 + H2
Isso significa que 1 mol de Zn reage com 2 mols de HCl para produzir 1 mol de H₂.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade teórica de H₂ que deveria ser produzida a partir de 0,4 mol de HCl. Pela equação balanceada, 2 mol de HCl produzem 1 mol de H₂. Então, vamos fazer uma regra de três simples:
2 mol HCl1 mol H2 = 0,4 mol HClx mol H2
Resolvendo para x = 0,4 mol HCl times 1 mol H22 mol HCl = 0,2 mol H2 :

Passo 4

A seguir, vamos converter a quantidade teórica de H₂ em volume nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP). Sabemos que, em CNTP, 1 mol de gás ocupa 22,4 litros. Então:
Volume teórico de H2 = 0,2 mol times 22,4 Lmol = 4,48 L ó

Passo 5

Agora, sabemos que o volume real de H₂ obtido foi de 3,360 litros. O rendimento da reação é a relação entre o volume real obtido e o volume teórico, multiplicada por 100% para termos em porcentagem.
Rendimento = ( Volume realVolume teórico ) times 100% = ( 3,360 L4,48 L ) times 100% approx 75% ó

Resposta

O rendimento da reação é de 75%.

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