As reações a seguir podem ocorrer na queima de magnésio ao ar.
& Mg(s)+1 / 2 O2(g) longrightarrow MgO(s) & 3 Mg(s)+N2(g) longrightarrow Mg3 N2(s)
Uma amostra de 0,243 g 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 Mg3 N2, se formaria se a massa indicada de magnésio fosse totalmente convertida no nitreto?
(Massas molares em g/mol): Mg=24,3 ; O=16,0 ; N=14,0 ).

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:
Mols de Mg = 0,243 g24,3 g/mol = 0,01 mol

Passo 4

Na reação:
Mg + 12 O2 MgO
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:
Massa de MgO = 0,01 mol times (24,3 + 16,0) g/mol = 0,01 times 40,3 = 0,403 g

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:
3 Mg + N2 Mg3N2
a proporção é de 3 mols de Mg para 1 mol de Mg₃N₂.

Passo 8

Primeiro, calculamos quantos mols de Mg temos:
Mols de Mg = 0,243 g24,3 g/mol = 0,01 mol

Passo 9

Usando a proporção da reação, temos:
3 mol Mg1 mol Mg3N2 = 0,01 mol Mgx mol Mg3N2
Resolvendo para x:
x = 0,013 = 0,0033 mol

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.

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