Para a reação 2 Al(s) + 3 Cl2(g) ? 2 AlCl3(s), partindo de 10,0 g de Al (M = 26,98 g·mol?¹) e 8,00 g de Cl2 (M…
Publicado por Alexandre Lombardi dos Santos, fundador do GeraProva
Analisar as propriedades dos materiais para avaliar a adequação de seu uso em diferentes aplicações (industriais, cotidianas, arquitetônicas ou tecnológicas) e/ ou propor soluções seguras e sustentáveis considerando seu contexto local e cotidiano.
Fonte: Base Nacional Comum Curricular (MEC).Questão
Para a reação 2 Al(s) + 3 Cl2(g) ? 2 AlCl3(s), partindo de 10,0 g de Al (M = 26,98 g·mol?¹) e 8,00 g de Cl2 (M = 70,90 g·mol?¹), determine o reagente limitante, a massa teórica de AlCl3 (M ˜ 133,33 g·mol?¹) e o rendimento percentual se foram obtidos 5,00 g de AlCl3.
- A) Al sendo o limitante.
- B) Rendimento de 20%.
- C) Cl2 é limitante; rendimento teórico = 10,02 g AlCl3; rendimento = 49,9%.
- D) 7,00 g de AlCl3.
- E) Rendimento de 60%.
✅ Resposta correta: alternativa C
Resolução passo a passo
- Converter as massas em mols. Al: 10,0 g / 26,98 g·mol^-1 = 0,3706 mol. Cl2: 8,00 g / 70,90 g·mol^-1 = 0,1128 mol.
- Determinar o limitante pela proporção da equação (2 mol Al : 3 mol Cl2). Para consumir todo o Al (0,3706 mol) seriam necessários 0,5559 mol de Cl2, mas só há 0,1128 mol. Logo o Cl2 é o reagente limitante e o Al está em excesso. Conferindo: para consumir todo o Cl2 seriam necessários apenas 0,0752 mol de Al, menos que os 0,3706 mol disponíveis.
- Calcular a massa teórica de AlCl3 a partir do limitante. Pela proporção 3 mol Cl2 : 2 mol AlCl3, obtêm-se 0,1128 x 2/3 = 0,0752 mol de AlCl3. Massa teórica = 0,0752 mol x 133,33 g·mol^-1 = 10,03 g (a alternativa C traz 10,02 g, diferença apenas de arredondamento).
- Calcular o rendimento percentual. Rendimento = (massa obtida / massa teórica) x 100 = (5,00 / 10,03) x 100 = 49,9%.
- Conclusão. A alternativa C está correta e coincide com o gabarito oficial. A alternativa A está errada porque o Al não é o limitante. A alternativa B está errada porque o rendimento real é de cerca de 50%, não 20%. A alternativa D está errada porque a massa teórica de AlCl3 é cerca de 10 g, não 7 g. A alternativa E está errada porque o rendimento é de cerca de 50%, não 60%.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de cada reagente e determine o limitante.
Alternativa por alternativa
O aluno compara as massas iniciais (10,0 g de Al contra 8,00 g de Cl2) e conclui que o reagente de maior massa é o limitante, sem converter para mols nem usar os coeficientes da equação.
O aluno calcula o rendimento dividindo a massa obtida por um valor teórico incorreto (cerca de 25 g) ou usa uma massa molar errada, chegando a 20%.
Por que engana: Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente o reagente limitante, levando a um rendimento incorreto.
n(Al)=10,0/26,98=0,371 mol; n(Cl2)=8,00/70,90=0,1129 mol. n(AlCl3) por Cl2 = 2/3 ? 0,1129×2/3=0,0753 mol ? massa 0,0753×133,33=10,02 g. Rendimento =5,00/10,02=49,9%.
O aluno obtém a massa de produto por uma subtração ou por uma proporção mal montada, por exemplo tomando a massa de Cl2 em excesso ou usando a razão mássica de forma incorreta, e chega a 7,00 g, confundindo a massa do produto com outra grandeza.
O aluno calcula a massa teórica a partir do reagente em excesso ou com razão estequiométrica errada, obtendo um valor próximo de 8,3 g, e então divide 5,00 g por esse valor, encontrando 60%.
Raio-X da questão
reagente limitante e rendimento
avaliacao
cálculo estequiométrico · massa molar
Revisar cálculos de mols e rendimento percentual em reações químicas.
Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente o reagente limitante, levando a um rendimento incorreto.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
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