A reação 4 Al+3 O2 2 Al2 O3 ocorre com 12 g de Al e 40 g de O2. Qual é o reagente limitante e quantos gramas de Al2 O3 são produzidos?

Passo 1

Beleza! Vamos resolver esse exercício de química juntos. A gente tem a reação:
4 Al + 3 O2 2 Al2 O3
O enunciado diz que temos 12 g de Al e 40 g de O2. Precisamos descobrir qual desses é o reagente limitante (aquele que vai acabar primeiro e limitar a quantidade de produto formado) e quantos gramas de Al2O3 serão produzidos. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e massa molar.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa molar de cada substância envolvida na reação. A massa molar é a massa de um mol de uma substância, em gramas por mol (g/mol).
  • Alumínio (Al):
    • Massa atômica ≈ 26,98 g/mol
  • Oxigênio ( O2):
    • Cada átomo de oxigênio tem massa ≈ 16,00 g/mol
    • Então, O2 tem massa molar: 16,00 times 2 = 32,00 g/mol
  • Óxido de Alumínio ( Al2O3):
    • 2 times 26,98 (Al) + 3 times 16,00 (O) = 53,96 + 48,00 = 101,96 g/mol

Passo 3

Agora, vamos converter as massas fornecidas em mols.
  • Mols de Al:
    12 g26,98 g/mol approx 0,445 mol
  • Mols de O2:
    40 g32,00 g/mol = 1,25 mol

Passo 4

Vamos ver qual reagente vai acabar primeiro. Para isso, usamos a estequiometria da reação:
4 Al + 3 O2 2 Al2O3
Isso significa que 4 mols de Al reagem com 3 mols de O2. Vamos calcular quantos mols de O2 são necessários para os mols de Al que temos:
3 mol O24 mol Al times 0,445 mol Al approx 0,334 mol O2
Como temos 1,25 mols de O2, que é mais do que os 0,334 mols necessários, o Al é o reagente limitante.

Passo 5

Agora, vamos calcular quantos mols de Al2O3 são produzidos usando o reagente limitante (Al).
Da equação:
4 Al 2 Al2O3
Então, 4 mols de Al produzem 2 mols de Al2O3. Portanto:
2 mol Al2O34 mol Al times 0,445 mol Al approx 0,222 mol Al2O3

Passo 6

Por fim, convertemos os mols de Al2O3 em gramas:
0,222 mol times 101,96 g/mol approx 22,6 g

Resposta

O reagente limitante é o Alumínio (Al) e são produzidos aproximadamente 22,6 gramas de Al2O3.

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