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Estequiometria PROF. PAULO SÉRGIO-QUÍMICA O cálculo estequiométrico, ou cálculo das medidas apropriadas, é o cerne da Química quantitativa. Lavoisier (1743-1794), o pai da Química moderna, foi capaz de associar todos os conhecimentos qualitativos da sua época à exatidão da matemática. Para tanto, desenvolveu vários equipamentos de medição, entre eles a balança analítica de laboratório, permitindo ao químico medir ou calcular as massas dos reagentes e produtos envolvidos em uma reação química. Atualmente, o cálculo estequiométrico é utilizado em várias atividades, tais como: pela indústria que deseja saber quanto de matéria-prima (reagentes) deve utilizar para obter uma determinada quantidade de produtos, pelo médico que quer calcular quanto de determinada substância deve ministrar para cada paciente, entre inúmeras outras. Cálculo estequiométrico Estequiometria é a parte da Química que envolve os cálculos das quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas. A palavra estequiometria é de origem grega e significa medida de uma substância. Estéquio: do grego stoikheion (elemento ou substância); metria: do grego metron (medida). O cálculo estequiométrico não pode ser dispensado por nenhum processo químico (laboratório ou indústria), porque é através de sua aplicação, envolvendo as leis ponderais e volumétricas, que se sabe: • o rendimento de processos industriais; • o grau de pureza de uma amostra. Relações básicas para o cálculo estequiométrico 1 mol de átomos corresponde à massa atômicaexpressa em gramas, um número igual a 6,02 . 1023 átomos, que se forem de um gás e estiverem nas CNTP ocuparão um volume de 22,4L., 1 mol de moléculas ⇒ (MA) ⇒ 6,02 . 1023 moléculas ⇒ 22,4 L 1 mol de moléculas corresponde à massa atômica expressa em gramas, um número igual a 6,02 . 1023 moléculas, que se forem de um gás e estiverem nas CNTP ocuparão um volume de 22,4L., IMPORTANTE! Para efetuarmos o cálculo estequiométrico, vamos obedecer a seguinte sequência: • escrever a equação envolvida; • acertar os coeficientes da equação (ou equações) – (uma equação química só estará corretamente escrita após o acerto dos coeficientes, sendo que, após o acerto, apresenta significado quantitativo); • relacionar os coeficientes com mols. Tendo, assim, uma proporção inicial em mols; • estabelecer entre o dado e a pergunta do problema uma regra de três, que deve obedecer aos coeficientes da equação química. Podendo ser estabelecida a partir da proporção em mols, em função da massa, em volume, em número de moléculas, entre outros, conforme dados do problema. Exemplo: Podemos citar a reação de combustão do álcool etílico: C2H6O + O2 → CO2 + H2O balanceando a equação, ficamos com: 1C2H6O + 3 O2 → 2 CO2 + 3 H2O 1mol ------- 3 mols --- 2 mols ---3 mols Estabelecida a proporção em mols, podemos fazer inúmeros cálculos, envolvendo os reagentes e/ou produtos dessa reação, combinando as relações de várias maneiras. 1 mol de átomos ⇒ (MA) ⇒ 6,02 . 1023 átomos ⇒ 22,4 L 1 mol de átomos ⇒ (MA) ⇒ 6,02 . 1023 átomos ⇒ 22,4 L • relacionar os coeficientes com mols. Tendo, Alguns tipos de cálculos Estequiométricos Relação quantidade em mols ─ quantidade em mols Os dados do problema e as quantidades incógnitas pedidas são expressas em termos de quantidade em mols. Exemplo: Na reação N2 + H2 → NH3 , quantos mols de moléculas de NH3 são obtidos quando reagem totalmente 5 mols de moléculas de H2? Relação entre quantidade em mols e massa Os dados do problema são expressos em termos de quantidade em mols (ou massa) e a quantidade incógnita é pedida em massa (ou quantidade em mols). Exemplo: Na reação N2 + H2 → NH3 , qual é a massa de H2 que reage, quando são obtidos 3 mols de NH3? Relação entre massa e massa Os dados do problema e as quantidades incógnitas pedidas são expressas em termos de massa. Exemplo: Na reação N2 + H2 → NH3 qual a massa de NH3 obtida, quando se reagem totalmente 5,6g de N2? Relação massa (n.º de mols) para volume nas CNTP Os dados do problema são expressos em termos de quantidade em mols (ou massa) ou volume (CNTP)e a quantidade incógnita é pedida em massa (ou quantidade em mols) ou volume (CNTP). Qual o volume de hidrogênio liberado, nas CNTP, quando 27g de alumínio reagem completamente com o ácido sulfúrico? Relação de volume para volume Os dados do problema e as quantidades incógnitas pedidas são expressas em termos de volume. Calcule os volumes de N2 e H2 necessários para obter 600L de NH3, a uma determinada temperatura e pressão. CASOS PARTICULARES DE CÁLCULO ESTEQUIOMÉTRICO A) QUANDO APARECEM REAÇÕES CONSECUTIVAS Consideremos, como exemplo, a fabricação industrial do ácido sulfúrico a partir do enxofre. Ela se processa por meio das três reações consecutivas dadas ao lado. Para a resolução deste tipo de problema é mais prático “somar algebricamente” as equações químicas e efetuar o cálculo estequiométrico diretamente na equação final. Exemplo: Qual é a massa de H2SO4 produzida a partir de 8 toneladas de enxofre? Resolução: Nesse tipo de problema é indispensável que: • todas as equações estejam balanceadas individualmente; • as substâncias “intermediárias” (no caso SO2 e SO3) sejam canceladas; em certos problemas, isso obriga a “multiplicar” ou “dividir” uma ou outra equação por números convenientes, que levem ao cancelamento desejado. Daí para diante recaímos num cálculo estequiométrico comum, em que a regra de três é estabelecida em função da equação química que resulta da soma das equações intermediárias. Exercício: Duas das reações que ocorrem na produção do ferro são representadas por: 2 C (s) + O2 (g) → 2 CO (g) Fe2O3 (s) + 3 CO (g) → 2 Fe (s) + 3 CO2 (g) O monóxido de carbono formado na primeira reação é consumido na segunda. Considerando apenas essas duas etapas do processo, calcule a massa aproximada, em quilogramas, de carvão consumido na produção de 1 tonelada de ferro (massas atômicas: Fe = 56; C = 12; O = 16). Resposta: 321 kg de carbono. B) QUANDO SÃO DADAS AS QUANTIDADES DE DOIS (OU MAIS) REAGENTES Analise a seguinte situação: se, para montar um carro, são necessários 5 pneus (4 mais 1 de reserva) e 1 volante, quantos carros poderemos montar com 315 pneus e 95 volantes? Considerando que cada carro precisa de apenas 1 volante, serão necessários apenas 63 volantes para montar o número de carros que calculamos acima — sobrando, portanto, 32 volantes (95 - 63 = 32). Concluímos assim que, na questão proposta, existem volantes “em excesso” (ou pneus “em falta”). Podemos ainda dizer que o número de pneus constitui o fator limitante em nossa linha de montagem. Com as reações químicas acontece algo semelhante. Vamos considerar o seguinte exemplo: misturam-se 147 g de ácido sulfúrico e 100 g de hidróxido de sódio para que reajam segundo a equação. H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O (massas atômicas: H = 1; O = 16; Na = 23; S = 32). Pede-se calcular: a) a massa de sulfato de sódio formada; b) a massa do reagente que sobra (em excesso) após a reação. RESOLUÇÃO: 98 g 80 g H2SO4 + 2 NaOH → Na2SO4 + 2 H2O 147 g 100 g H2SO4 : 80 x 147 = 11760 g NaOH : 98 x 100 = 9800 g 11760 > 9800, logo o H2SO4 está em excesso, o problema sera resolvido através da massa de NaOH. Neste problema, o H2SO4é o reagente em excesso, dizemos que o NaOH é o reagente em falta, ou melhor, o reagente limitante da reação, pois o NaOH será o primeiro reagente a acabar ou se esgotar, pondo assim um ponto final na reação e determinando as quantidades de produtos que poderão ser formados. De fato, podemos calcular: Veja que o cálculo foi feito a partir dos 100 g de NaOH (reagente limitante), mas nunca poderia ter sido feito a partir dos 147 g de H2SO4 (reagente em excesso), pois chegaríamos a um resultado falso — note que os 147 g de H2SO4 não podem reagir integralmente, por falta de NaOH. É importante notar que as substâncias não reagem na proporção em que nós as misturamos, mas sim na proporção em que a equação (ou seja, a lei de Proust) determina. Daí o cuidado ao resolver problemas que dão as quantidades de dois reagentes. Devemos sempre lembrar que é o reagente em falta (ou reagente limitante ou fator limitante) que “comanda” toda a reação, pois, no instante em que ele acaba, a reação será interrompida. C) QUANDO OS REAGENTES SÃO SUBSTÂNCIAS IMPURAS Na Química É comum o uso de reagentes impuros, principalmente em reações industriais, ou porque são mais baratos ou porque já são encontrados na natureza acompanhados de impurezas (o que ocorre, por exemplo, com os minérios). Consideremos o caso do calcário, que é um mineral formado principalmente por CaCO3 (substância principal), porém acompanhado de várias outras substâncias (impurezas), supondo o seguinte exemplo numérico: Exemplo 1: Uma amostra de calcita, contendo 80% de carbonato de cálcio, sofre decomposição quando submetida a aquecimento, segundo a equação abaixo: Qual a massa de óxido de cálcio obtida a partir da queima de 800 g de calcita? Resolução: O enunciado nos diz que a calcita contém apenas 80% de CaCO3. Temos então o seguinte cálculo de porcentagem: 800 g --------100% X -------------80% X = 640 g de CaCO3 Note que é apenas essa massa (640 g de CaCO3 puro) que irá participar da reação. Assim, teremos o seguinte cálculo estequiométrico: Exemplo 2: Deseja-se obter 180 L de dióxido de carbono, medidos nas condições normais, pela calcinação de um calcário de 90% de pureza. Qual é a massa de calcário necessária? (massas atômicas: C = 12; O = 16; Ca = 40). Qual é a massa de calcário necessária? Agora é dada a quantidade do produto que se deseja obter e pedida a quantidade do reagente impuro que será necessária. Pelo cálculo estequiométrico normal, teremos sempre quantidades de substâncias puras: A seguir, um cálculo de porcentagem nos dará a massa de calcário impuro que foi pedida no problema: Exemplo 3: O gás hilariante (N2O) pode ser obtido pela decomposição térmica do nitrato de amônio (NH4NO3). Se de 4,0 g do sal obtivermos 2,0 g do gás hilariante, podemos prever que a pureza do sal é da ordem de: a) 100% b) 90% c) 75% d) 50% e) 20% Resolução: Esta questão é diferente das anteriores, pois agora a pergunta é o valor da pureza do reagente. Pelo cálculo estequiométrico, temos: Veja que a resposta (3,636 g) se refere ao NH4NO3 puro, pois o cálculo baseado diretamente na equação se refere sempre às quantidades que efetivamente reagem. Podemos agora efetuar o seguinte cálculo de porcentagem: 4 g -------------- 100% 3,636 g ---------- Y Y = 90,9% D) QUANDO O RENDIMENTO DA REAÇÃO NÃO É TOTAL É comum uma reação química produzir uma quantidade de produto menor do que a esperada pela equação química correspondente. Quando isso acontece, dizemos que o rendimento da reação não foi total. Esse fato pode ocorrer porque a reação é “incompleta” (reação reversível) ou porque ocorrem “perdas” durante a reação (por má qualidade da aparelhagem ou deficiência do operador). Por exemplo, vamos considerar a reação C + O2 → CO2, supondo que deveriam ser produzidos 100 litros de CO2 (CNPT); vamos admitir também que, devido a perdas, foram produzidos apenas 90 litros de CO2 (CNPT). Em casos assim, dizemos que: Rendimento (r) é o quociente entre a quantidade de produto realmente obtida em uma reação e a quantidade que teoricamente seria obtida, de acordo com a equação química correspondente. Exemplo 1: Num processo de obtenção de ferro a partir da hematita (Fe2O3), considere a equação não- balanceada: (Massas atômicas: C = 12; O = 16; Fe = 56 Fe2O3 + C → Fe + CO Utilizando-se 4,8 toneladas (t) de minério e admitindo-se um rendimento de 80% na reação, a quantidade de ferro produzida será de: a) 2.688 kg b) 3.360 kg c) 1.344t d) 2.688t e) 3.360 t Resolução: Após o balanceamento da equação, efetuamos o cálculo estequiométrico da forma usual: A massa de ferro (3,36 toneladas) seria obtida se a reação tivesse aproveitamento ou rendimento total (100%). No entanto, no enunciado se diz que o rendimento é de apenas 80%. Devemos então efetuar o cálculo envolvendo o rendimento percentual dado: Exemplo 2: Uma massa de 32,70 g de zinco metálico reage com uma solução concentrada de hidróxido de sódio, produzindo 64,53 g de zincato de sódio (Na2ZnO2). Qual é o rendimento dessa reação? Diferente do anterior, o problema pede agora o rendimento da reação. Façamos inicialmente um cálculo estequiométrico normal, sem pensar no rendimento: E) QUANDO OS REAGENTES SÃO MISTURAS Na Química é também muito comum aparecerem misturas participando como “reagentes” das reações químicas. Podemos citar alguns exemplos: • as ligas metálicas são misturas de metais; • a gasolina, que queima nos motores dos automóveis, é uma mistura de hidrocarbonetos; • certas misturas gasosas são usadas como combustíveis, como, por exemplo: o chamado “gás de água” (mistura de CO e H2); o “gás de botijão para fogões” (mistura de C3H8 e C4H10). Nesses problemas, a dificuldade fundamental reside no seguinte: as misturas não são obrigadas a obedecer a uma proporção constante; no entanto, toda equação química deve obedecer a uma proporção constante, de acordo com a lei de Proust. Vamos então considerar dois exemplos ilustrativos: 1° exemplo — Quando a composição da mistura reagente é dada. Uma mistura formada por 5 mols de flúor e 10 mols de cloro reage completamente com o hidrogênio. Qual é a massa total dos produtos formados? (Massas atômicas: H = 1; F = 19; Cl = 35,5) Resolução: Vamos considerar separadamente as reações do flúor e do cloro e efetuar dois cálculos estequiométricos separados. • para o flúor: • para o cloro: A massa total dos produtos (m total) formados será, portanto: Note que não podemos somar as duas equações vistas acima, pois a soma: apresenta a proporção de 1 mol de F2 para 1 mol de Cl2, enquanto o enunciado do problema fala em 5 mols de F2 e 10 mols de Cl2. Sendo assim, em problemas com misturas de reagentes, o ideal é resolver as equações químicas separadas, efetuando o cálculo estequiométrico também separadamente. 2° exemplo — Quando a composição da mistura reagente não é conhecida — pelo contrário, constitui a pergunta do problema Uma massa de 24 g de uma mistura de H2 e CO queima completamente, produzindo 112 g de produtos finais. Pede-se calcular as massas de H2 e de CO existentes na mistura inicial (massas atômicas: H = 1; C = 12; O = 16). As reações mencionadas no problema são: Neste caso também não podemos somar as equações porque não conhecemos a proporção em que o H2 e o CO estão misturados (aliás, esta é exatamente a pergunta do problema).Assim sendo, o caminho é trabalhar com cada equação química separadamente, como foi feito no 1° exemplo. Inicialmente vamos adotar o seguinte raciocínio: • uma vez que a massa total da mistura de H2 e CO foi dada (24 g), se chamarmos de x a massa de H2, a massa de CO será igual a (24 - x) gramas; • analogamente, a massa total da mistura final de H2O e CO2 também foi dada (112 g), e se chamarmos de y a massa de H2O, a massa do CO2 será igual a (112 - y) gramas. Vamos agora retomar as equações químicas separadamente e efetuar os cálculos estequiométricos correspondentes: • para o H2, temos: • para o CO, temos: Temos, portanto, um sistema algébrico de duas equações e duas incógnitas que, resolvido, fornecerá: EXERCÍCIOS 1. Em 2,8 kg de óxido de cálcio, também conhecido como “cal virgem”, foi adicionada água, formando hidróxido de cálcio, usado para pintar uma parede. Após a sua aplicação, transformou-se numa camada dura, pela reação química com gás carbônico existente no ar, formando carbonato de cálcio. A massa de sal obtida é, aproximadamente, igual a: (Dados: C = 12; O = 16; Ca = 40) a) 5,0 kg b) 2,8 kg c) 1,6 kg d) 1,0 kg e) 0,6 kg 2. A floculação é uma das fases do tratamento de águas de abastecimento público e consiste na adição de óxido de cálcio e sulfato de alumínio à água. As reações correspondentes são as que seguem: CaO + H2O→ Ca(OH)2 3 Ca(OH)2 + Aℓ2(SO4)3 → 2 Aℓ(OH)3 + 3 CaSO4 Se os reagentes estiverem em proporções estequiométricas, cada 28 g de óxido de cálcio originará de sulfato de cálcio: (Dados massas molares em g/mol: Ca = 40, O = 16, H = 1, Al = 27, S = 32) a) 204 g b) 68 g c) 28 g d) 56 g e) 84 g 3. Calcule a massa de pirita (FeS2) necessária à obtenção de 490 kg de H2SO4 pelo processo seguinte: (Dados: Fe = 56 ; S = 32 ; O = 16 ; H = 1.) 4 FeS2 + 11 O2 → 2 Fe2O3 + 8 SO2 2 SO2 + O2 → 2 SO3 SO3 + H2O→ H2SO4 4. (UERJ 2014) Uma das técnicas empregadas para separar uma mistura gasosa de CO2 e CH4 consiste em fazê-lo passar por uma solução aquosa de BA(OH)2. Uma amostra dessa mistura gasosa, com volume total de 30 L, sob temperatura de 27 °C e pressão de 1 atm, ao reagir com a solução aquosa de Ba(OH)2, produz a precipitação de 98,5 g de BaCO3. A fração gasosa remanescente, nas mesmas condições de temperatura e pressão, contem apenas CH4. O volume, em litros, de CH4 remanescente e igual a: Dado: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1. a) 10 b) 12 c) 15 d) 18 5. A amônia (NH3) é uma substância química muito importante para a indústria. Ela é utilizada na preparação dos produtos de limpeza, dos explosivos, dos fertilizantes, das fibras de matéria têxtil, etc. A síntese de NH3 é realizada em fase gasosa, à temperatura de aproximadamente 450°C, de acordo com a seguinte reação: N2 + 3 H2 → 2 NH3 + energia Se a mistura inicial é de 30 mols de N2 e 75 mols de H2, que quantidade de NH3 será produzida, em mols, teoricamente, se a reação de síntese for completa? a) 30 b) 50 c) 60 d) 75 6. O Cloreto de Alumínio é um reagente muito utilizado em processos industriais que pode ser obtido por meio da reação entre alumínio metálico e cloro gasoso. Se 2,70g de alumínio são misturados a 4,0g de cloro, a massa produzida, em gramas, de cloreto de alumínio é: Massas molares (g/mol): Aℓ = 27,0; Cℓ = 35,5 a) 5,01 b) 5,52 c) 9,80 d) 13,35 e) 15,04 7. 12,25 g de ácido fosfórico com 80% de pureza são totalmente neutralizados por hidróxido de sódio, numa reação que apresenta rendimento de 90%. A massa de sal obtida nesta reação é de: (Dados: massas atômicas: H = 1; O = 16; Na = 23; P = 31) a) 14,76 g b) 16,40 g c) 164,00 g d) 9,80 g e) 10,80 g 8. Na metalurgia temos a reação: 2 Aℓ2O3 + 3 C → 3 CO2 + 4 Aℓ Se utilizarmos 20,4 g de Al2O3 , qual a massa de alumínio metálico obtida se o rendimento da reação for 60%? (Dados: Aℓ = 27 ; O = 16.) a) 6,48 g b) 10,8 g c) 10,2 g d) 4,08 g e) 7,42 g 9. A decomposição do bicarbonato de sódio pelo calor produz carbonato de sódio e dióxido de carbono gasoso, além de vapor d’água. Essa reação tem grande importância industrial, pois, além de ser utilizada na produção de carbonato de sódio, constitui o fundamento do uso dos fermentos químicos. 2 NaHCO3 → Na2CO3 + H2O + CO2 Os fermentos químicos empregados diariamente na fabricação de bolos contêm 30% em massa de bicarbonato de sódio. De posse dessa informação e da equação balanceada acima, calcule o volume de dióxido de carbono produzido quando 28 g de fermento em pó são misturados aos ingredienetes da massa e aquecidos a 100 °C sob pressão de 1 atmosfera. Dados: massas atômicas - H = 1,0; C = 12,0; O = 16,0; Na = 23,0; R = 0,082 atm.L/mol.k 10. Os processos mais importantes de redução da hematita que ocorrem num alto-forno podem ser representados por: 2 C + O2 → 2 CO 3 CO + Fe2O3 → 2 Fe + 3 CO2 Considerando-se o teor de carvão utilizado igual a 100% e o teor de hematita igual a 80% em óxido de ferro (III), quantos quilogramas de carvão serão necessários para reduzir uma tonelada de minério de ferro? (Dados: Fe = 56 ; O = 16 ; C = 12.) a) 120 kg b) 180 kg c) 180 kg d) 360 kg e) 450 kg 11. Quando o nitrato de amônio decompõe-se termicamente, produz-se gás hilariante (N2O) e água. Se a decomposição de 100 g de NH4NO3 impuro fornece 44 g de N2O, a pureza do nitrato de amônio é: (Dados: N = 14 ; H = 1 ; O = 16.) NH4NO3 → N2O + H2O a) 20% b) 40% c) 60% d) 80% e) 90% 12. A pirolusita é um minério do qual se obtém o metal manganês (Mn), muito utilizado em diversos tipos de aços resistentes. O principal componente da pirolusita é o dióxido de manganês (MnO2). Para se obter o manganês metálico com elevada pureza, utiliza-se a aluminotermia, processo no qual o óxido reage com o alumínio metálico, segundo a equação: 3 MnO2(s) + 4 Aℓ(s) → 2 Aℓ2O3(s) + 3 Mn(s) Considerando que determinado lote de pirolusita apresenta teor de 80% de dióxido de manganês (MnO2), a massa mínima de pirolusita necessária para se obter 1,10 t de manganês metálico é: a) 1,09 t b) 1,39 t c) 1,74 t d) 2,18 t e) 2,61 t 13. A uréia, (NH2)2CO, produto presente na urina humana, foi a primeira substância orgânica a ser produzida em laboratório a partir de uma substância classificada como inorgânica (cianato de amônio), segundo a reação mostrada a seguir: NH4+NCO -(s) → (NH2)2CO(s) Esta síntese foi responsável pelo fracasso da chamada teoria da Força Vital defendida por Berzelius. Considerando que a reação tem um rendimento de 80 %, assinale a alternativa que apresenta a massa de uréia obtida a partir de 0,25 mol de cianato de amônio. Massas Molares: NH4+NCO-: 60 g mol-1; (NH2)2CO: 60 g mol-1 . a) 25 g b) 12 g c) 15 g d) 5 g e) 10 g 14. 39,2 g de ácido sulfúrico reagecom quantidade suficiente de hidróxido de cálcio produzindo quantos gramas de sulfato de cálcio, sabendo que o rendimento desta reação é de 90%? Dados: H = 1,00 g/mol; O = 16,00 g/mol; S = 32,00 g/mol; Ca = 40,00 g/mol a) 61,44 g b) 54,40 g c) 59,84 g d) 48,96 g e) 41,09 g 15. A sacarose é metabolizada pelos animais, sendo uma das principais fontes de energia para as células. Este metabolismo ocorre durante a respiração, formando CO2 e H2O como produtos: C12H22O11 + O2 → CO2 + H2O Balanceie a equação acima e calcule quantos litros de CO2 (CNTP) são gerados a partir de 20 g de sacarose. (Dados: volume molar (CNTP) = 22,4 L/mol; massas molares (g/mol): H = 1, C = 12, O = 16) 16. A cal virgem pode ser obtida a partir da decomposição térmica do carbonato de cálcio, a 1000°C e pressão atmosférica, segundo: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) Qual a quantidade de CO2 produzida pela decomposição de 3 toneladas de CaCO3? (Dados: C = 12; O = 16; Ca = 40) a) 67,2 litros b) 132 toneladas c) 1,32 toneladas d) 1,68 toneladas e) 680 quilogramas 17. O hidrogenossulfito de sódio, NaHSO3, e um insumo usado na industria de fabricação de papel e de curtume. Pode ser obtido a partir da reação representada na seguinte equação: Na2CO3 (aq) + 2 SO2 (g) +H2O(ℓ) → 2 NaHSO3 (aq) + CO2 (g) . Calcule a quantidade máxima de NaHSO3, em mols, produzida a partir de 42,4 toneladas de Na2CO3. 18. Os produtos de reação química abaixo, Ca(H2PO4)2 e CaSO4, misturados, representam o fertilizante químico (adubo) denominado superfosfato simples, fonte de P, Ca e S para a nutrição das plantas. Pela equação, observa-se que ele é obtido industrialmente através da reação da rocha fosfática natural (apatita) Ca3(PO4)2 com H2SO4. (Dados: massas atômicas - Ca = 40; P = 31; O = 16; S = 32; H = 1) Equação: Ca3(PO4)2 + 2 H2SO4 → Ca(H2PO4)2 + CaSO4 Superfosfato simples Calcule a massa de H2SO4 necessária para converter 1 tonelada de rocha fosfática em superfosfato simples. 19. As quantidades, em gramas, de H2SO4 e de alumínio necessárias para obter 820 litros de hidrogênio, medidos a 1 atmosfera e 727°C, são, respectivamente: 3 H2SO4 + 2 Aℓ → 1 Aℓ2(SO4)3 + 3 H2 (Dado: R = 0,082 atm.L.mol-1.K-1; H = 1; O = 16; Al = 27; S = 32) a) 980 e 180 b) 490 e 90 c) 98 e 18 d) 9,8 e 1,8 e) 4,9 e 0,9 20. Uma instalação petrolífera produz 12,8kg de SO2 por hora. A liberação desse gás poluente pode ser evitada usando-se calcário, o qual por decomposição fornece cal, que reage com o SO2 formando CaSO3, de acordo com as equações: CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g) CaO(s) + SO2(g) → CaSO3(s) Qual a massa mínima de calcário (em kg), por dia, necessária para eliminar todo SO2 formado? Suponha 100% de rendimento para as reações. Massas molares (g/mol): CaCO3 = 100; SO2 = 64 a) 128 b) 240 c) 480 d) 720 e) 1200 21. Aquecendo-se 14 gramas de ferro (Fe) e 19 gramas de enxofre (S), obtém-se uma certa massa de sulfeto ferroso, conforme a equação: Fe + S → FeS. Responda: a) qual o reagente em excesso? b) qual a massa do reagente em excesso? c) qual a massa do produto obtido?
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