A remoção de impurezas contidas na água turva da piscina de um condomínio deve ser realizada com adição de sulfato de alumínio, seguida pela adição de hidróxido de cálcio. Com isso, forma-se uma substância gelatinosa que se deposita no fundo do tanque, com todas as impurezas. A reação química é descrita pela equação:
Al2(SO4)3+3 Ca(OH)2 3 CaSO4+2 Al(OH)3
Para limpar essa piscina, o condomínio utiliza 500 g de sulfato de alumínio e 500 g de hidróxido de cálcio. Qual o reagente limitante da reação e quanto de hidróxido de alumínio é formado? Mostre todos os cálculos.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! O problema trata de uma reação química usada para limpar a água de uma piscina, envolvendo sulfato de alumínio e hidróxido de cálcio. Precisamos descobrir qual dos reagentes é o limitante nessa reação e quanto de hidróxido de alumínio ( Al(OH)3) é formado. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que nos ajuda a entender as relações entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química.

Passo 2

Primeiro, precisamos saber quantas mols de cada reagente a gente tem. A massa fornecida é em gramas, então vamos converter essas massas para mols usando as massas molares de cada composto.

Passo 3

Vamos calcular a massa molar do sulfato de alumínio ( Al2(SO4)3):
  • Alumínio (Al): 26,98 g/mol
  • Enxofre (S): 32,07 g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 g/mol
Massa molar de Al2(SO4)3 = 2(26,98) + 3[32,07 + 4(16,00)] = 53,96 + 3(32,07 + 64,00) = 53,96 + 3(96,07) = 53,96 + 288,21 = 342,17 g/mol
Agora, vamos calcular quantos mols de Al2(SO4)3 temos:
Mols de Al2(SO4)3 = 500 g342,17 g/mol approx 1,46 mol

Passo 4

Agora, vamos calcular a massa molar do hidróxido de cálcio ( Ca(OH)2):
  • Cálcio (Ca): 40,08 g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1,01 g/mol
Massa molar de Ca(OH)2 = 40,08 + 2[16,00 + 1,01] = 40,08 + 2(17,01) = 40,08 + 34,02 = 74,10 g/mol
Agora, vamos calcular quantos mols de Ca(OH)2 temos:
Mols de Ca(OH)2 = 500 g74,10 g/mol approx 6,75 mol

Passo 5

Agora que temos os mols de cada reagente, vamos ver a proporção na equação balanceada:
Al2(SO4)3 + 3,Ca(OH)2 3,CaSO4 + 2,Al(OH)3
Isso quer dizer que 1 mol de Al2(SO4)3 reage com 3 mols de Ca(OH)2.

Passo 6

Vamos verificar qual reagente vai acabar primeiro, ou seja, qual é o reagente limitante.
Mols necessários de Ca(OH)2 = 1,46 mol times 3 = 4,38 mol á
Temos 6,75 mol de Ca(OH)2, que é mais que os 4,38 mol necessários. Portanto, o Al2(SO4)3 vai limitar a reação.

Passo 7

Agora, vamos calcular quanto de Al(OH)3 é formado usando o reagente limitante.
De acordo com a equação balanceada, 1 mol de Al2(SO4)3 produz 2 mols de Al(OH)3.
Mols de Al(OH)3 = 1,46 mol times 2 = 2,92 mol

Passo 8

Finalmente, vamos converter os mols de Al(OH)3 para gramas para ter a resposta final.
A massa molar de Al(OH)3:
  • Alumínio (Al): 26,98 g/mol
  • Oxigênio (O): 16,00 g/mol
  • Hidrogênio (H): 1,01 g/mol
Massa molar de Al(OH)3 = 26,98 + 3[16,00 + 1,01] = 26,98 + 3(17,01) = 26,98 + 51,03 = 78,01 g/mol
Massa de Al(OH)3 = 2,92 mol times 78,01 g/mol approx 227,38 g

Resposta

O reagente limitante é o sulfato de alumínio ( Al2(SO4)3) e são formados aproximadamente 227,38 gramas de hidróxido de alumínio ( Al(OH)3).

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