20 (Ufla-MG) Os produtos de reação química abaixo,
e
, misturados, representam o fertilizante químico (adubo) denominado superfosfato simples, fonte de
e S para a nutrição das plantas.
Pela equação, observa-se que ele é obtido industrialmente através da reação da rocha fosfática natural (apatita)
com
.
(Dados: massas atômicas
)
Equação:
Superfosfato simples
Calcule a massa de
necessária para converter 1 tonelada de rocha fosfática em superfosfato simples.
Pela equação, observa-se que ele é obtido industrialmente através da reação da rocha fosfática natural (apatita)
(Dados: massas atômicas
Equação:
Calcule a massa de
Passo 1
O que o enunciado pede e o que foi dado:
- Reação fornecida:
- Dados das massas atômicas (peguei do enunciado):
. - Pergunta: Calcular a massa de
necessária para converter tonelada de rocha fosfática (apatita ) em superfosfato simples. - Observação de unidades:
tonelada . Vou usar kg e g de forma consistente ao converter massas molares.
Passo 2
Entendimento da estequiometria (como usar a equação química):
- Os coeficientes na reação indicam proporções molares. Aqui, a equação mostra que:
- Isso significa que, para cada mol de apatita, são necessários
mols de ácido sulfúrico. A estratégia: converter a massa de apatita (1 t) em mols, usar a relação molar para achar mols de , e converter esses mols em massa.
Passo 3
Calcular a massa molar da apatita
:
- Primeiro, calcular a massa do grupo
:
- A fórmula tem
, então essa parte contribui com . - Os três átomos de cálcio contribuem com
. - Soma total (massa molar da apatita):
Explicação rápida (didática): a massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos que compõem a fórmula, multiplicadas pelos seus índices.
Passo 4
Calcular a massa molar do
:
- Contribuições:
- Soma:
Passo 5
Determinar a massa de
necessária por mol de apatita:
- A equação pede
mols de por mol de apatita. Então a massa de ácido por mol de apatita é:
Passo 6
Relacionar massas: quantos gramas de ácido por grama de apatita?
- Sabemos que
mol de apatita tem e exige de ácido. Logo a proporção é:
- Em forma de fator de conversão, cada grama de apatita requer
g de ácido.
Passo 7
Aplicar à massa dada: converter
tonelada de apatita em massa de
:
- Usando a razão acima para
. Convertendo para kg de forma consistente: e . Mas é mais direto usar a fração e multiplicar:
- Simplificando a fração:
. Calculando:
- Arredondando razoavelmente (duas casas decimais) dá
.
Passo 8
Interpretação final e dica de prova
- Resultado significa que, em condições estequiométricas ideais, para tratar
tonelada de rocha fosfática pura são necessários aproximadamente de . - Dica útil para prova: montar sempre as massas molares explicitamente, usar a relação molar da equação (coeficientes) e trabalhar com proporções massa ↔ mol antes de escalar para a quantidade dada. Respire fundo e faça passo a passo igual ao que fiz aqui — funciona sempre.