A1_MODELAGEM E SIMULAÇÃO DO MUN

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Avaliação A1
A interpretação quantitativa das reações químicas constitui-se na parte da química chamada estequiometria. 
Nessa área, utilizando uma equação química balanceada, é possível realizar predições quantitativas sobre vários 
aspectos de fenômenos químicos, como massas, volumes, número de mols, quantidade de moléculas, entre 
outros. Os cálculos estequiométricos da quantidade de massa ou produto formado em uma reação estão 
baseados, de maneira geral, em uma visão idealizada do mundo, na qual todos os reagentes se convertem 
completamente em produtos. No entanto, na realidade, nem sempre isso ocorre. Uma outra característica das 
reações que ocorrem no "mundo real" é que, geralmente, os reagentes não são colocados para reagir em 
quantidades estequiométricas. Comumente, alguns reagentes, especialmente os de menor valor econômico, são 
colocados em excesso para garantir que a reação produza a quantidade de produto desejada. Dessa forma, 
sempre haverá um reagente chamado limitante, que condicionará o rendimento máximo de uma reação.
ATKINS, P.; JONES, L. Princípios de Química: Questionando a vida moderna e o meio ambiente. Porto Alegre: 
Bookman, 2001.
Vamos avaliar uma etapa importante no refino do metal alumínio que é a manufatura da criolita, Na_{3}AIF_{6}, 
a partir de fluoreto de amônio, aluminato de sódio e hidróxido de sódio em água, conforme a reação:
6 NH_{4}F_{aq} + NaAI(OH)_{4(aq)} + 2 NaOH_{aq}\rightarrow Na_{3}AIF_{6(s)} + 6 NH_{3(aq)} +6 H_{2}O_{I}
Como mencionado acima, subprodutos podem se formar, fazendo com que o rendimento não seja aquele que se 
espera. Imagine que você precisa investigar a eficiência deste processo, e precisará realizar uma reação em 
laboratório para investigar a eficiência do processo.
Considerando a mistura de 200 g de NH₄F com 166 g de NaAl(OH)₄ e 160 g de NaOH, e levando em consideração 
o contexto descrito acima, responda as questões a seguir.
a) Descreva, por meio de um texto em detalhes, como você faria para determinar qual é o reagente limitante 
desta reação.
1. Balanceamento da Equação Química:
O primeiro passo é garantir que a equação química esteja balanceada. Neste caso, a equação é:
2. Cálculo dos Moles de Cada Reagente:
Converta as quantidades dadas de cada reagente para moles. Isso é feito dividindo a massa pelo peso molecular 
de cada substância. As massas molares aproximadas são:
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3. Identificação do Reagente Limitante:
Observe as proporções estequiométricas da equação. A relação entre os reagentes é 6:1:2 (NH₄F:NaAl(OH)
₄:NaOH). Com base nisso, o reagente que estiver em menor quantidade será o limitante. Neste caso, NaAl(OH)₄ é 
o limitante, pois está em menor quantidade.
4. Cálculo da Quantidade de Criolita Formada:
Usando a quantidade limitante (moles de NaAl(OH)₄), calcule os moles de criolita formados. A proporção 
estequiométrica é 1:1 (NaAl(OH)₄:Na₃AlF₆).
5. Conversão para Gramas:
Converta os moles de criolita para gramas, multiplicando pela massa molar da criolita (que é 209.94 g/mol).
6. Avaliação do Rendimento:
Compare a quantidade calculada de criolita com a quantidade esperada, considerando 100% de rendimento. O 
rendimento real pode ser calculado usando a fórmula:
Essa análise permitirá avaliar a eficiência do processo de manufatura da criolita, levando em conta as condições 
não ideais do "mundo real".
b) Descreva, também, mediante um texto em detalhes, como você procederia para determinar o rendimento 
percentual dessa reação, considerando o produto criolita.
1. Balanceamento da Equação Química:
Certifique-se de que a equação química da reação esteja devidamente balanceada, como apresentado 
anteriormente.
2. Cálculo dos Moles de Cada Reagente:
Converta as quantidades dadas de cada reagente para moles, utilizando as massas molares correspondentes.
3. Identificação do Reagente Limitante:
Analise as proporções estequiométricas da equação química. Neste caso, o NaAl(OH)4 é o reagente limitante, 
pois é o que está em menor quantidade.
4. Cálculo da Quantidade de Criolita Formada:
A relação estequiométrica entre NaAl(OH)4 e Na3AlF6 é: 1:1. Portanto, a quantidade de Na3AlF6 formada será 
igual à quantidade de NaAl(OH)4 utilizado.
5. Cálculo do Rendimento Percentual:
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O rendimento percentual é calculado utilizando a fórmula:
No caso, a quantidade teórica esperada é a quantidade de criolita formada a partir do reagente limitante. Calcule 
a quantidade teórica multiplicando os moles do reagente limitante pela massa molar da criolita (209.94 g/mol). 
Em seguida, utilize essa quantidade teórica para calcular o rendimento percentual.
6. Análise do Resultado:
Interprete o rendimento percentual obtido. Um rendimento inferior a 100% indica que não toda a quantidade 
teórica esperada foi obtida, o que pode ser devido a fatores como impurezas, subprodutos ou perdas durante o 
processo experimental.
Essa abordagem sistemática permitirá avaliar a eficiência do processo de manufatura da criolita no contexto 
específico do laboratório, considerando as condições reais da reação.
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