O óxido de titânio(IV), TiO2 aquecido em atmosfera de hidrogênio, dá água e um outro óxido de titânio, Tix Oy.
Se 1,598 \mathrm{~g}$ de de formam formam de de , qual é a fórmula do novo óxido?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre o óxido de titânio(IV), TiO2, que ao ser aquecido em hidrogênio forma água e outro óxido de titânio, TixOy. A matéria envolve principalmente estequiometria de reações químicas e cálculos de massas molares. Para resolver, vamos precisar calcular as massas molar dos compostos envolvidos e usar a relação entre as massas dadas para encontrar a fórmula desconhecida.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa molar do TiO2. Titânio (Ti) tem massa atômica aproximadamente 47,87 g/mol e oxigênio (O) é 16,00 g/mol. Então:
Massa molar de TiO2 = 47,87 + 2 times 16,00 = 47,87 + 32,00 = 79,87 g/mol

Passo 3

Sabemos que 1,598 g de TiO2 reagiram. Vamos calcular quantos mols isso representa:
Mols de TiO2 = 1,598 g79,87 g/mol approx 0,0200 mol

Passo 4

Quando TiO2 é reduzido em hidrogênio, uma parte do oxigênio é removida formando água ( H2O). A massa de TixOy formada é 1,438 g. Vamos calcular a massa de oxigênio que foi removida:
Massa removida de O = 1,598 g - 1,438 g = 0,160 g

Passo 5

Agora, vamos calcular quantos mols de oxigênio foram removidos:
Mols de O removidos = 0,160 g16,00 g/mol = 0,0100 mol

Passo 6

Cada mol de O removido forma meio mol de H2O, já que a reação geral é:
TiO2 + H2 H2O + TixOy
Então, mols de H2O formados:
0,0100 mol O times 12 = 0,0050 mol H2O

Passo 7

Agora, vamos determinar a quantidade de oxigênio no novo óxido TixOy. A massa de TixOy é 1,438 g e já sabemos a massa de Ti presente:
Massa de Ti em TixOy = 0,0200 mol times 47,87 g/mol = 0,9574 g
Então, a massa de O no novo óxido:
1,438 g - 0,9574 g = 0,4806 g O

Passo 8

Calculando os mols de O no TixOy:
0,4806 g16,00 g/mol = 0,0300 mol O

Passo 9

Agora temos os mols de Ti e O no novo óxido:
Mols de Ti = 0,0200 mol
Mols de O = 0,0300 mol
Para achar a fórmula empírica, dividimos ambos pelos menores valores:
0,02000,0200 = 1 (Ti)
0,03000,0200 = 1,5 (O)
Como não podemos ter frações nos índices, multiplicamos todos por 2:
Ti2O3

Resposta

A fórmula do novo óxido formado é Ti2O3.

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