Resolução – UNESP 2017 (2ª Fase) – Q 17 (Química)

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Questão 17

Para a síntese do sulfato de ferro(II) hepta-hidratado, após a reação entre ferro metálico e ácido sulfúrico, a estudante deixou o béquer resfriar em banho de gelo, até a cristalização do sal hidratado. A seguir, a estudante separou o sólido por filtração, o qual, após ser devidamente lavado e secado, apresentou massa igual a 52,13 g. Dadas as massas molares ($$g\cdot mol^{-1}$$): Fe = 56,0; S = 32,0; H = 1,0; O = 16,0, escreva a equação balanceada da reação global de formação do sulfato de ferro(II) hepta-hidratado sintetizado pela estudante e calcule o rendimento da reação a partir do ferro metálico e do ácido sulfúrico.

Solução:

A equação global da reação é \[Fe\, (s) + H_{2} SO_{4}\, (aq) + 7\, H_{2} O\, (l) \longrightarrow FeSO_{4}\cdot 7H_{2} O\, (s) + H_{2}\, (g)\]

Podemos ver que 1 mol de ferro produz 1 mol do sal hidratado. Então temos que calcular a massa molar do sal.

$$MM = 56 + 32 + 11\cdot 16 + 14\cdot 1 = 278\, g/mol$$

Agora podemos calcular a massa de sal que seria produzida se o rendimento da reação fosse 100%. Lembrando que a pureza do ferro é 98%.

56 g ———- 1 mol

$$0,98\cdot 14,29\, g$$ ———- x

x = 0,25 mol de Fe

Essa também é a quantidade de mol de sal produzida.

1 mol ———- 278 g

0,25 mol ———- m

m = 69,5 g

Como foram produzidos 52,13 g de sal, o rendimento será \[R = \frac{52,13}{69,5} = 0,75 = 75\%\]

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