Observe a reação, não balanceada, que representa uma das maneiras de produção do gás cloro. MnO2(s) + HCl(aq) → MnCl2(aq) + H2O(l) + Cl2(g) Para produção de 3 mols de Cl2 quantos gramas de HCl são necessários?
a) 109,5 g
b) 219 g
c) 438 g
d) 213

Passo 1

Então, vamos lá! A gente tem uma reação química que não está balanceada:
MnO2(s) + HCl(aq) MnCl2(aq) + H2O(l) + Cl2(g)
A pergunta é: Para produzir 3 mols de Cl2, quantos gramas de HCl são necessários?
Para resolver isso, vamos precisar:
  1. Balancear a equação química para identificar quantos mols de cada reagente e produto estão envolvidos.
  2. Usar a estequiometria para relacionar a quantidade de Cl2 produzida com a quantidade de HCl necessária.
  3. Calcular a massa de HCl usando a massa molar.

Passo 2

Primeiro, vamos balancear a equação química. Isso significa ajustar os coeficientes na frente de cada composto para que tenha o mesmo número de átomos de cada elemento nos dois lados da equação.
Vamos balancear passo a passo:
MnO2(s) + HCl(aq) MnCl2(aq) + H2O(l) + Cl2(g)
  • Manganês (Mn): 1 Mn em cada lado.
  • Oxigênio (O): 2 O no lado dos reagentes, então precisamos de 2 H2O no lado dos produtos.
  • Cloro (Cl): Agora, temos 2 Cl no MnCl2 e 2 Cl na Cl2, totalizando 4 Cl no lado dos produtos. Portanto, precisamos de 4 HCl no lado dos reagentes.
  • Hidrogênio (H): 4 H no lado dos reagentes (em 4 HCl) e 4 H no lado dos produtos (em 2 H2O).
A equação balanceada fica:
MnO2(s) + 4HCl(aq) MnCl2(aq) + 2H2O(l) + Cl2(g)

Passo 3

Agora que a equação está balanceada, podemos usar a estequiometria para encontrar a relação entre a quantidade de Cl2 produzida e a quantidade de HCl necessária.
Da equação balanceada, vemos que:
1 mol de MnO2 + 4 mols de HCl 1 mol de MnCl2 + 2 mols de H2O + 1 mol de Cl2
Isso significa que para cada 1 mol de Cl2 produzido, precisamos de 4 mols de HCl.

Passo 4

A pergunta é sobre a produção de 3 mols de Cl2. Então, vamos calcular quantos mols de HCl são necessários para isso.
Usando a proporção da equação balanceada:
1 mol de Cl2 4 mols de HCl
Portanto, para 3 mols de Cl2:
3 mols de Cl2 times 4 mols de HCl1 mol de Cl2 = 12 mols de HCl

Passo 5

Agora, vamos converter os mols de HCl para gramas usando a massa molar da HCl.
A massa molar da HCl é calculada somando as massas atômicas do H e do Cl:
Massa molar do HCl = 1 , g/mol (H) + 35,5 , g/mol (Cl) = 36,5 , g/mol
Então, para 12 mols de HCl:
12 mols times 36,5 , g/mol = 438 , g

Resposta

Para produzir 3 mols de Cl2, são necessários 438 g de HCl.
A opção correta é a c) 438 g.

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