Question

Tem-se a seguinte reação não balanceada: Fe + H2O → Fe3O4 + H2 Informe o número de mols de hidrogênio produzidos pela reação de 7,75 mols de ferro. Apresente também os cálculos realizados para a obtenção do resultado.​

Answer 1

10,33 mols de hidrogênio são produzidos quando na reação tem 7,75 mols de ferro.

• Como chegar nesse resultado?

A equação química apresentada não está balanceada, então primeiro iremos balancear ela pelo método das tentativas e em seguida iremos realizar o cálculo estequiométrico para descobrir o número de mols de hidrogênio produzidos pela reação de 7,75 mols de Fe.

• Balanceamento pelo método das tentativas:

Nesse método, vamos acertar os coeficientes seguindo o roteiro abaixo:

1⁰ - Metais

2⁰ - Ametais

3º - Carbono

4⁰ - Hidrogênio

5⁰ - Oxigênio

Equação não balanceada:

$\large\text{ \sf{Fe~+~H_{2}O~\rightarrow~Fe_{3}O_{4}~+~H_{2}} }$

1º $\sf{>>}$ Começamos com os metais, nessa equação tem apenas o ferro. Existem 3 átomos de Fe no segundo membro, então vamos acertar essa quantidade no primeiro membro:

$\large\text{ \sf{3~Fe~+~H_{2}O~\rightarrow~Fe_{3}O_{4}~+~H_{2}} }$

2º $\sf{>>}$ Os próximos são os ametais, não temos nessa equação então vamos para o próximo passo.

3º $\sf{>>}$ Carbono: não tem carbono na equação, então passamos para o próximo passo.

4º $\sf{>>}$ Hidrogênio: tem 2 átomos de H₂ em ambos os lados da equação, então deixamos como está.

5º $\sf{>>}$ O próximo passo é o oxigênio, tem 4 átomos de oxigênio no segundo membro e apenas 1 no primeiro. Então vamos colocar o coeficiente 4 na frente do H₂O do 1º membro:

$\large\text{ \sf{3~Fe~+~4~H_{2}O~\rightarrow~Fe_{3}O_{4}~+~H_{2}} }$

$\sf{>>}$ Finalizamos o roteiro. Agora perceba que tem 8 hidrogênios no 1º membro e apenas 2 no segundo. Então vamos colocar o coeficiente 4 na frente do H₂ do 2º membro da equação:

$\large\text{ \boxed{\sf{3~Fe~+~4~H_{2}O~\rightarrow~Fe_{3}O_{4}~+~4~H_{2}}} }$

Pronto, a equação está balanceada. Esses coeficientes 3, 4, 1 e 4 são os respectivos números de mols de cada substância.

• Cálculo estequiométrico:

A questão nos pede o número de mols de H₂ produzidos pela reação de 7,75 mols de Fe. Podemos resolver essa questão através de uma regra de três simples:

Perceba que na equação balanceada 3 mols de ferro geram 4 mols de hidrogênio. Então se tiver 7,75 mols de Fe, quantos mols terão de H₂?

     $\large\text{ \sf{3~mols~Fe~---~4~mols~H_{2}} }$

$\large\sf{7,75~mols~Fe~---~x}$

$\large\sf{3~.~x~=~7,75~.~4}$

   $\large\sf{3x~=~31}$

     $\large\sf{x~=~}\LARGE\text{ \sf{\frac{31}{3}} }$

  $\large\text{ \boxed{\boxed{\boxed{\sf{x~=~10,33}}}} }$

Portanto, 10,33 mols de hidrogênio são produzidos quando na reação tem 7,75 mols de ferro.

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