Em uma unidade de tratamento de resíduos industriais, o alumínio metálico é convertido em cloreto de alumínio…
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
Em uma unidade de tratamento de resíduos industriais, o alumínio metálico é convertido em cloreto de alumínio, usado posteriormente como coagulante em processos de purificação de água. Um técnico representa a transformação pela equação balanceada 2 Al(s) + 3 Cl2(g) ? 2 AlCl3(s). Para um teste, ele dispõe de 5,40 g de Al e 7,20 g de Cl2. Considere as massas molares Al = 26,98 g/mol, Cl = 35,45 g/mol e AlCl3 = 133,33 g/mol. Com base nas informações do texto, determine o reagente limitante e a massa máxima de AlCl3 que pode ser formada nessa reação.
- A) Cl₂ é limitante; 18,05 g de AlCl₃.
- B) Cl₂ é limitante; 4,51 g de AlCl₃.
- C) Al é limitante; 13,33 g de AlCl₃.
- D) Cl₂ é limitante; 13,54 g de AlCl₃.
- E) Cl₂ é limitante; 9,03 g de AlCl₃.
✅ Resposta correta: alternativa E
Resolução passo a passo
- Calcular a quantidade de matéria de Al: 5,40 g / 26,98 g/mol = 0,2001 mol. Passo 2: Calcular a quantidade de matéria de Cl2, usando a massa molar do Cl2 = 2 x 35,45 = 70,90 g/mol: 7,20 g / 70,90 g/mol = 0,1016 mol. Passo 3: Determinar o reagente limitante pela proporção estequiométrica 2 Al : 3 Cl2. Para consumir 0,1016 mol de Cl2 seriam necessários 2/3 x 0,1016 = 0,0677 mol de Al, e há 0,2001 mol disponível, logo sobra Al e o Cl2 é o limitante. Passo 4: Calcular o AlCl3 formado pela proporção 3 Cl2 : 2 AlCl3, ou seja, 2/3 do número de mols de Cl2: 2/3 x 0,1016 = 0,0677 mol de AlCl3. Passo 5: Converter para massa: 0,0677 mol x 133,33 g/mol = 9,03 g de AlCl3. Passo 6: Comparação com o gabarito: a alternativa E coincide com a minha resolução. A alternativa A está errada porque usa 35,45 g/mol como massa molar do Cl2 (em vez de 70,90 g/mol), o que dobra a quantidade de matéria. A alternativa B está errada porque inverte a proporção estequiométrica, usando 1/3 em vez de 2/3. A alternativa C está errada porque afirma que o Al é limitante, o que não ocorre, e o valor 13,33 g não corresponde ao cálculo correto. A alternativa D está errada porque ignora a razão estequiométrica e assume 1 mol de AlCl3 para cada mol de Cl2.
💡 Dica: Calcule a quantidade de mols de Al e Cl2 antes de determinar o reagente limitante.
Alternativa por alternativa
O aluno usou 35,45 g/mol como massa molar do Cl2, esquecendo que a molécula tem dois átomos de cloro, e por isso obteve o dobro da quantidade de matéria de Cl2.
O aluno inverteu a razão estequiométrica entre Cl2 e AlCl3, usando 1/3 em vez de 2/3 do número de mols de Cl2.
Por que engana: Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente o reagente limitante, levando a um resultado incorreto para a massa de AlCl3 formada.
O aluno comparou as quantidades de Al e Cl2 de forma incorreta, concluindo que o Al está em falta, e calculou um valor que não corresponde ao reagente limitante real.
O aluno calculou a quantidade de AlCl3 como igual à de Cl2, ignorando os coeficientes estequiométricos 3 Cl2 : 2 AlCl3.
As quantidades iniciais são n(Al) = 5,40/26,98 ≈ 0,200 mol e n(Cl₂) = 7,20/(2 × 35,45) ≈ 0,1015 mol. Pela equação, 3 mol de Cl₂ formam 2 mol de AlCl₃. Assim, 0,1015 mol de Cl₂ formam (2/3) × 0,1015 ≈ 0,0677 mol de AlCl₃. A massa produzida é 0,0677 × 133,33 ≈ 9,03 g. Para essa quantidade de Cl₂, seriam necessários apenas cerca de 0,0677 mol de Al, quantidade disponível em excesso; portanto, Cl₂ é o reagente limitante.
Raio-X da questão
reagente limitante e rendimento
avaliacao
cálculo estequiométrico · massa molar dos elementos
Revisar cálculos estequiométricos e conceitos de reagente limitante.
Confundir a quantidade de reagentes e não calcular corretamente o reagente limitante, levando a um resultado incorreto para a massa de AlCl3 formada.
ciencia_tecnologia
pensamento_critico
cientifico
Questões parecidas com resolução
- 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…
- Na reação 2 Al + 3 CuCl2 ? 2 AlCl3 + 3 Cu, seus reagentes são 5,40 g de Al e 10,6 g de CuCl2. Determine o reagente…
- Em uma atividade de Química sobre a produção de cloreto de alumínio, a turma analisou a reação entre alumínio metálico e…
- Em um laboratório de materiais, a síntese de cloreto de alumínio é representada pela equação balanceada 2 Al + 3 Cl2 ->…
- Em uma unidade de tratamento de resíduos, alumínio metálico reage com oxigênio para formar óxido de alumínio, segundo a…
- A obtenção de metais por aluminotermia utiliza alumínio para reduzir óxidos metálicos. Na produção de cromo, a reação…
🔎 Procurar outra questão
Procure no banco do GeraProva pelo tema ou por um trecho do enunciado. Cada questão já vem com resolução comentada e a análise de cada alternativa.
Professor: monte a prova com questões como esta, com gabarito e folha de respostas, em 30 segundos. Ver planos · Blog