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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 1.M - Ex. 16

Pequenas quantidades de gás cloro podem ser geradas em laboratório pela reação do óxido de manganês(IV) com ácido clorídrico: 4   H C l a q + M n O 2 s → 2 H 2 O l + M n C l 2 s + C l 2 g . (a) Que massa de C l 2 pode ser produzida a partir de 42,7g de   M n O 2 e excesso de H C l a q ?   (b) Que volume de gás cloro (densidade 3,17 g . L - 1 )   seria produzido pela reação entre 300   m l de uma solução 0,100   M em HCl(aq) e excesso de M n O 2 ? (c) Suponha que somente 150 m l de cloro foram produzidos na reação (b). Qual é o rendimento percentual da reação ?

Passo 1

  1. Oi, galerinha! Tudo bom? Vamos relacionar as quantidades de M n O 2 e C l 2 na reação

4   H C l a q + M n O 2 s → 2 H 2 O l + M n C l 2 s + C l 2 g

Pela estequiometria da reação temos que : ( 1   m o l   d e   M n O 2 s : 1   m o l   d e   C l 2 g )  

Sabendo que as massas molares são,

M M C l 2 = 71   g . m o l - 1

M M M n O 2 = 86,9   g . m o l - 1  

Temos a seguinte regra de 3

71   g . m o l - 1 d e   C l 2 - 86,9   g . m o l - 1 d e   M n O 2

m c l 2 - 42,7   g   d e   M n O 2

Calculando,

m C l 2 =   42,7 g   d e     M n O 2 71   g . m o l - 1   d e   C l 2 86,9   g . m o l - 1     d e   M n O 2 = 34,89   g

Passo 2

b) A quantidade de mols de H C l   é:

n H C l = 0,3   L   0,100   M = 0,03   m o l      

Pela estequiometria da reação temos que foram formados 0,0075   m o l   d e   C l 2 e portanto uma massa de:

m C l 2 =   0,0075   m o l   d e   C l 2   71   g . m o l - 1 = 0,5325   g  

Para calcular o volume de cloro da reação usamos a relação com a densidade:

d   =   m V     ⇒     V =   0,5325   g   3,17   g . L - 1 = 168   m l

Passo 3

c) Para calcularmos o rendimento temos que 100% corresponderia pela formação total de 168 ml, mas como foram formados apenas 150 ml então :

r e n d i m e n t o =   150   m l 168   m l 100 % = 89 %

Resposta

a)

m C l 2 =   34,89   g

b)

V =   168   m l

c)

r e n d i m e n t o =   89 %

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