As reações a seguir podem ocorrer na queima de magnésio ao ar.
Uma amostra de
de magnésio foi queimada ao ar, sendo totalmente transformada em 0,436g de produto sólido.
a) O material resultante é MgO puro? Justifique sua resposta.
b) Que quantidade (em mols) de
, se formaria se a massa indicada de magnésio fosse totalmente convertida no nitreto?
(Massas molares em g/mol):
).
a) O material resultante é MgO puro? Justifique sua resposta.
b) Que quantidade (em mols) de
(Massas molares em g/mol):
Passo 1
Então, temos um exercício de química envolvendo as reações de queima do magnésio no ar. A gente vai precisar usar conceitos de estequiometria, que é basicamente a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos nas reações químicas. Vamos precisar das massas dos reagentes e dos produtos, das massas molares dos elementos envolvidos e entender como balancear as equações químicas.
Passo 2
Primeiro, vamos analisar a parte a) do exercício: “O material resultante é MgO puro? Justifique sua resposta.” A gente sabe que o magnésio pode reagir com oxigênio para formar óxido de magnésio (MgO) ou com nitrogênio para formar nitreto de magnésio (Mg₃N₂).
Passo 3
Vamos calcular a massa teórica de MgO que seria formada a partir de 0,243 g de Mg. Primeiro, precisamos encontrar quantos mols de Mg temos:
Passo 4
Na reação:
a proporção é de 1 mol de Mg para 1 mol de MgO. Então, 0,01 mol de Mg resultaria em 0,01 mol de MgO.
Passo 5
Agora, vamos calcular a massa de MgO formada:
Passo 6
O exercício nos diz que a massa do produto sólido foi de 0,436 g. Como a massa teórica de MgO é 0,403 g e a massa real é maior, isso indica que não é apenas MgO puro que foi formado. Provavelmente, parte do magnésio reagiu com nitrogênio formando Mg₃N₂, aumentando a massa total do produto.
Passo 7
Agora, vamos para a parte b): “Que quantidade (em mols) de Mg₃N₂ se formaria se a massa indicada de magnésio fosse totalmente convertida no nitreto?”
Na reação:
a proporção é de 3 mols de Mg para 1 mol de Mg₃N₂.
Passo 8
Primeiro, calculamos quantos mols de Mg temos:
Passo 9
Usando a proporção da reação, temos:
Resolvendo para x:
Resposta
a) Não, o material resultante não é MgO puro, pois a massa do produto sólido excede a massa teórica de MgO, indicando a formação de Mg₃N₂.
b) Se todo o magnésio fosse convertido em nitreto, seriam formados aproximadamente 0,0033 mol de Mg₃N₂.