(UFSCar-SP-adaptado) A termita é uma reação que ocorre entre alumínio metálico e diversos óxidos metálicos. A reação do Al com óxido de ferro (III), Fe2 O3, produz ferro metálico e óxido de alumínio, Al2 O3. Essa reação é utilizada na soldagem de trilhos de ferrovias
2 Al(s)+Fe2 O3(s) Al2 O3(s)+2 Fe(l)
A imensa quantidade de calor liberada pela reação produz ferro metálico fundido, utilizado na solda. Dadas as massas molares, em g/mol: Al=27 e Fe =56.
Qual é a quantidade de matéria de alumínio necessária para produzir 510 g de ferro metálico fundido?

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um problema sobre a reação de termita, que envolve alumínio metálico (Al) e óxido de ferro (III) ( Fe2O3). Essa reação gera ferro metálico fundido e óxido de alumínio ( Al2O3). O conteúdo aqui é de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações entre as quantidades de reagentes e produtos em uma reação química. Vamos precisar usar a massa molar dos elementos e a equação balanceada da reação para resolver.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a equação balanceada da reação:
2 Al(s) + Fe2O3(s) Al2O3(s) + 2 Fe(l)
Isso significa que 2 mols de alumínio reagem com 1 mol de óxido de ferro(III) para produzir 2 mols de ferro metálico.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de matéria (em mols) de ferro que queremos produzir. Sabemos que queremos 510 g de ferro metálico.
A massa molar do ferro (Fe) é 56 g/mol. Para encontrar os mols, usamos a fórmula:
Quantidade de matéria (n) = Massa (m)Massa molar (M) é
Então:
nFe = 510, g56, g/mol approx 9,107, mol

Passo 4

Agora, vamos usar a relação da equação balanceada para encontrar quantos mols de alumínio são necessários para produzir essa quantidade de ferro.
Da equação, vemos que 2 mols de Al produzem 2 mols de Fe. Portanto, a relação é de 1 para 1.
Então, a quantidade de mols de Al necessária é igual à quantidade de mols de Fe produzida:
nAl = 9,107, mol

Passo 5

Por fim, vamos converter os mols de alumínio para gramas. Sabemos que a massa molar do alumínio (Al) é 27 g/mol.
Usando a mesma fórmula:
mAl = nAl times MAl = 9,107, mol times 27, g/mol approx 245,8, g

Resposta

Você precisa de aproximadamente 245,8 gramas de alumínio para produzir 510 gramas de ferro metálico fundido.

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