PARTE 2 - EM EQUIPE (QUESTÕES 5 A 8)
Em uma reação, o alumínio reage com ácido clorídrico
para formar cloreto de alumínio
e hidrogênio gasoso
:
(I) Se
de alumínio reagem completamente com o ácido, qual será o volume de
liberado, a
e 1 atm?
Em uma reação, o alumínio reage com ácido clorídrico
(I) Se
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química onde o alumínio ($ \mathrm{Al}
\mathrm{HCl}
\mathrm{AlCl}_3
\mathrm{H}_2 $). A pergunta é: se a gente usa 10,0 g de alumínio que reagem completamente com o ácido, qual o volume de hidrogênio gasoso liberado a $ 0^{\circ} \mathrm{C} $ e 1 atm? Para resolver isso, vamos precisar usar conceitos de estequiometria e as leis dos gases, especificamente a Lei dos Gases Ideais.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação:
Isso nos mostra que 2 mols de alumínio produzem 3 mols de hidrogênio.
Passo 3
Agora, vamos calcular a quantidade de mols de alumínio que temos. A massa molar do $ \mathrm{Al} $ é aproximadamente $ 26,98 , \mathrm{g/mol} $.
Passo 4
Usando a estequiometria da reação, sabemos que para cada 2 mols de $ \mathrm{Al} $, produzimos 3 mols de $ \mathrm{H}_2 $. Então:
Passo 5
Agora, vamos usar a Lei dos Gases Ideais para encontrar o volume do hidrogênio produzido. A fórmula é:
Onde:
- $ P $ é a pressão (1 atm)
- $ V $ é o volume que queremos encontrar
- $ n $ é o número de mols de gás (0,556 mol)
- $ R $ é a constante dos gases ($ 0,0821 , \mathrm{L \cdot atm/mol \cdot K} $)
- $ T $ é a temperatura em Kelvin. Como $ 0^{\circ} \mathrm{C} $ é igual a 273,15 K.
Passo 6
Rearranjando a equação para encontrar $ V $:
Substituindo os valores:
Resposta
O volume de hidrogênio gasoso liberado é aproximadamente 12,5 litros.