Em uma atividade de laboratório de materiais, uma turma avalia a oxidação de magnésio, representada pela…

Questão

Em uma atividade de laboratório de materiais, uma turma avalia a oxidação de magnésio, representada pela equação balanceada 2 Mg + O2 -> 2 MgO. Foram colocados para reagir 12,0 g de Mg e 12,0 g de O2. Considere as massas molares Mg = 24,0 g/mol, O2 = 32,0 g/mol e MgO = 40,0 g/mol. Um estudante calculou 0,50 mol de Mg e 0,375 mol de O2 e afirmou que o O2 é o reagente limitante, prevendo a formação de 30,0 g de MgO. Considerando a proporção indicada pela equação, qual avaliação da afirmação do estudante está correta?

1. A) A análise está incorreta: o O2 limita a reação e seus 0,375 mol correspondem a 12,0 g de MgO.
2. B) A análise está incorreta: a proporção 2:1 indica que se formam 0,25 mol, ou 10,0 g, de MgO.
3. C) A análise está incorreta: o Mg limita a reação e seus 0,50 mol produzem 16,0 g de MgO.
4. D) A análise está incorreta: o Mg é limitante e a massa máxima de MgO é 20,0 g.
5. E) A análise está incorreta: o Mg limita a reação, incorporando-se 6,0 g de oxigênio e obtendo-se 18,0 g de MgO.

✅ Resposta correta: alternativa D

Resolução passo a passo

1. Converta as massas em mols. Mg: 12,0 g / 24,0 g/mol = 0,50 mol de Mg. O2: 12,0 g / 32,0 g/mol = 0,375 mol de O2. Passo 2: Use a proporção da equação 2 Mg + O2 -> 2 MgO. Para consumir 0,50 mol de Mg são necessários 0,25 mol de O2 (proporção 2:1). Passo 3: Compare com o disponível. Há 0,375 mol de O2, mais do que os 0,25 mol necessários, então o O2 está em excesso. O reagente limitante é o Mg, que se esgota primeiro. Passo 4: Calcule o produto a partir do Mg. A proporção Mg:MgO é 2:2, ou seja 1:1, então 0,50 mol de Mg formam 0,50 mol de MgO. Como a massa molar do MgO é 40,0 g/mol, a massa formada é 0,50 x 40,0 = 20,0 g. Passo 5: Conclusão. A afirmação do estudante está incorreta, pois o limitante é o Mg e não o O2, e a massa prevista de 30,0 g também está errada. A alternativa D é a correta, pois identifica corretamente o Mg como limitante e a massa máxima de 20,0 g. Por que as outras estão erradas: A) considera o O2 como limitante e usa uma proporção 1:1 incorreta para chegar a 12,0 g; B) usa a quantidade de O2 como base e aplica uma proporção 1:1, chegando a 0,25 mol de MgO, o que ignora a estequiometria real; C) identifica corretamente o Mg como limitante, mas usa 32,0 g/mol (massa do O2) em vez de 40,0 g/mol para o MgO; E) identifica o Mg como limitante, mas calcula incorretamente o oxigênio consumido, que deveria ser 8,0 g de O2 (0,25 mol), e não 6,0 g.

💡 Dica: Compare os mols disponíveis com a proporção 2:1 entre Mg e O2; depois calcule o produto pelo limitante.

Alternativa por alternativa

Raio-X da questão

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