Quando sulfeto de zinco, ZnS , é aquecido com oxigênio gasoso, forma- se o óxido de zinco, ZnO , e o dióxido de enxofre, SO2. Quanto ZnO pode ser produzido a partir de 46,0 g de ZnS e 20,5 de O2 ?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse problema de química! Aqui, estamos trabalhando com reações químicas e estequiometria. A gente precisa descobrir quanto de óxido de zinco (ZnO) pode ser produzido a partir de 46,0 g de sulfeto de zinco (ZnS) e 20,5 g de oxigênio gasoso ( O2). Para isso, vamos precisar balancear a reação, converter as massas em mols e identificar o reagente limitante.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química balanceada da reação:
2ZnS + 3O2 2ZnO + 2SO2
Isso significa que 2 mols de ZnS reagem com 3 mols de O2 para produzir 2 mols de ZnO e 2 mols de SO2.

Passo 3

Agora, vamos calcular a massa molar de cada reagente:
  • ZnS:
    • Zn: 65,38 g/mol
    • S: 32,07 g/mol
    • Massa molar de ZnS = 65,38 + 32,07 = 97,45 g/mol
  • O2:
    • O: 16,00 g/mol
    • Massa molar de O2 = 2 × 16,00 = 32,00 g/mol

Passo 4

Vamos converter as massas dadas em mols:
  • Mols de ZnS:
    46,0, g97,45, g/mol approx 0,472, mol
  • Mols de O2:
    20,5, g32,00, g/mol approx 0,641, mol

Passo 5

Agora, vamos usar a estequiometria da reação para descobrir qual reagente é o limitante. Pela equação balanceada, 2 mols de ZnS reagem com 3 mols de O2. Então, para 0,472 mol de ZnS, precisamos de:
32 times 0,472 approx 0,708, mol de O2
Mas temos apenas 0,641 mol de O2 disponível, que é menos que 0,708 mol. Portanto, o O2 é o reagente limitante.

Passo 6

Agora, vamos calcular quantos mols de ZnO serão produzidos a partir do O2 limitante. Pela equação, 3 mols de O2 produzem 2 mols de ZnO. Então, para 0,641 mol de O2:
23 times 0,641 approx 0,427, mol de ZnO

Passo 7

Por fim, vamos converter os mols de ZnO em gramas. A massa molar de ZnO é:
  • Zn: 65,38 g/mol
  • O: 16,00 g/mol
  • Massa molar de ZnO = 65,38 + 16,00 = 81,38 g/mol
Então:
0,427, mol times 81,38, g/mol approx 34,7, g de ZnO

Resposta

Podemos produzir aproximadamente 34,7 g de óxido de zinco (ZnO).

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