Cálculo Estequiométrico - (UEFS 2017.1)

por sassenach Seg 29 maio 2017, 15:06

Para a produção de uma pequena quantidade de gás hidrogênio, gotejaram-se 100,0ml de HCl 5,0 mol/l sobre 25,0g de zinco metálico em pó, Zn (s). Na temperatura de 25ºC e pressão atmosférica de 1,0atm, a quantidade máxima, em litros, de gás hidrogênio que pode ser produzida é, aproximadamente,

a) 22,4
b)12,0
c)9,0
d)6,0
e)1,0

*gabarito - (d) 6,0

por igorrudolf Seg 29 maio 2017, 16:43

Olá,

Dados necessários para a resolução:
R = 0,0082 atm.L/mol.K
Massa molar do Zinco = 65g/mol

Primeiramente devemos escrever a reação em questão:

$Zn_(_s_)+2HCl_(_a_q_)\rightarrow ZnCl_2_(_a_q_)+H_2_(_g_)$

Agora devemos calcular o número de mols de HCl disponível:
♏ = n/v → 5 = n / 0,1 → n = 0,5 mol HCl

Cálculo da quantidade de mols de Zinco:
n = m/M → n = 25/65 → n ≈ 0,38 mol Zn

Devemos comparar as quantidades de Zinco e HCl e encontrar quem é o limitante:
Da reação, vemos que a proporção estequiométrica é de 1:2 entre o Zn e o HCl. Assim, para 0,38 mol de zinco, precisamos de 2*(0,38) = 0,76 mol de HCl. Entretanto, só possuímos 0,5 mol de HCl. Então, o HCl é o reagente limitante.

Assim, para 0,5 mol de HCl produziremos 0,25 mol de gás hidrogênio (proporção estequiométrica).

Cálculo da quantidade máxima, em litros, de gás hidrogênio produzido:

$pV=nRT\rightarrow V=(0,25)(0,082)(298)\rightarrow \boxed{V \approx 6,1L}$