O alumínio reage com o excesso de ácido clorídrico para formar cloreto de alumínio aquoso e 46.5 mL de hidrogênio gasoso sobre a água a 27 graus Celsius e 751 mmHg. Quantos gramas de alumínio reagiram? A pressão parcial da água no 27 C é 26.8 mmHg.

Responda:

$0.0324$ $"g Al"$

Explicação:

Somos solicitados a encontrar o número de gramas de $"Al"$ que reagiram, dadas algumas $"H"_2 (g)$ características do produto.

Vamos primeiro escrever a equação química para esta reação:

$2"Al"(s) + 6"HCl"(aq) rarr2 "AlCl"_3(aq) + 3"H"_2 (g)$

A pressão total do sistema gasoso é dada como $751$ $"mm Hg"$ , e as pressão parcial de vapor de água é $26.8$ $"mm Hg"$ at $27^"o""C"$ . A pressão de gás hidrogênio é assim

$P_"total" = P_ ("H"_2"O") + P_ ("H"_2)$

$P_ ("H"_2) = 751$ $"mm Hg"$ $- 26.8$ $"mm Hg"$ $= color(red)(724$ $color(red)("mm Hg"$

Essa pressão nas atmosferas é

$724cancel("mm Hg")((1color(white)(l)"atm")/(760cancel("mm Hg"))) = color(red)(0.953$ $color(red)("atm"$

Vamos agora usar a equação do gás ideal para encontrar o número de mols de $"H"_2$ formado:

( $T = 27^"o""C" + 273 = 300$ $"K"$ )

$n = (PV)/(RT) = ((color(red)(0.953)cancel(color(red)("atm")))(0.0465cancel("L")))/((0.082057(cancel("L")•cancel("atm"))/("mol"•cancel("K")))(300cancel("K"))) = color(green)(0.00180$ $color(green)("mol H"_2$

(volume convertido em litros aqui)

Usando os coeficientes da equação química, vamos encontrar agora o número relativo de moles de $"Al"$ que reagem:

$color(green)(0.00180)cancel(color(green)("mol H"_2))((2color(white)(l)"mol Al")/(3cancel("mol H"_2))) = color(purple)(0.00120$ $color(purple)("mol Al"$

Por fim, usaremos o massa molar de alumínio ( $26.98$ $"g/mol"$ ) para encontrar o número de gramas que reagiram:

$color(purple)(0.00120)cancel(color(purple)("mol Al"))((26.98color(white)(l)"g Al")/(1cancel("mol Al"))) = color(blue)(0.0324$ $color(blue)("g Al"$

Assim, $color(blue)(0.0324$ $sfcolor(blue)("grams of aluminum"$ reagiu.