Enunciado
Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 5.1 - Ex. 89
O ferro sofre corrosão na presença de oxigênio, formando a ferrugem que, para simplificar, consideramos ser óxido de ferro (iii). Se um cubo de ferro de lado 1,5 cm reage com 15,5 L de oxigênio em 1,00 atm e 25°C, qual é a massa máxima de óxido de ferro(iii) que pode se formar? O metal ferro tem estrutura bcc e o raio atômico do ferro é 124 pm. A reação ocorre em 298 K e 1,00 atm.
Passo 1
Faaala, galera!!! Aqui, nós temos que, para uma célula unitária de estrutura bcc, sua densidade pode ser calculada por:
Resolvendo essa conta, teremos como resultado o valor de
Passo 2
Agora, conseguimos encontrar a quantidade de mols de Ferro a partir da densidade e do volume. O volume é dado de acordo com o lado do cubo, ou seja:
De acordo com a equação da densidade, encontramos que a massa é dada por m = v*d, logo:
Mas, como queremos o valor de mols, e sabemos que a massa molar do óxido de ferro é 55,85 g/mol, então:
Passo 3
Vamos agora encontrar para o O3, lembrando que:
Encontrando n e seguindo as continhas, teremos para o número de mols, que:
Prontinho! Agora, conseguimos encontrar o valor da massa:
Logo, 38,1g é o rendimento teórico ou a massa máxima que pode ser produzida.