Ácido fosfórico,
, é um importante composto usado para preparar fertilizantes. Também é usado em bebidas como Coca-Cola.
pode ser preparado à partir das seguintes reações:
Reação 1:
Reação 2:
Qual a quantidade de fósforo
e água
devem ser adicionados a reação para se obter 100 g de ácido fosfórico sabendo que a reação tem
de rendimento.
Reação 1:
Reação 2:
Qual a quantidade de fósforo
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é descobrir quanto de fósforo puro (P₄) e quanta água (H₂O) a gente precisa pra obter 100 g de ácido fosfórico (H₃PO₄), sabendo que o rendimento da reação é de 80 %. Isso é química de estequiometria + rendimento de reação. Vamos usar as reações dadas:
- P₄ + 5 O₂ → P₄O₁₀
- P₄O₁₀ + 6 H₂O → 4 H₃PO₄
Na prática, juntando tudo, dá:
P₄ + 5 O₂ + 6 H₂O → 4 H₃PO₄
Passo 2
Primeiro a gente trata do rendimento. Se o rendimento é 80 %, isso significa que a massa teórica de H₃PO₄ que a reação deveria gerar (massa_teórica) é maior do que os 100 g que a gente quer “de verdade” (massa_real). A relação é:
Logo:
Passo 3
Agora convertemos essa massa teórica de H₃PO₄ em mols, pra usar a proporção da reação. A massa molar de H₃PO₄ é:
Então:
Passo 4
A relação estequiométrica da reação global é:
4 mol H₃PO₄ são formados a partir de 1 mol P₄ e 6 mol H₂O.
Então:
4 mol H₃PO₄ são formados a partir de 1 mol P₄ e 6 mol H₂O.
Então:
- Para P₄:
- Para H₂O:
Passo 5
Agora transformamos esses mols em gramas:
- Massa de P₄:
- Massa de H₂O:
Resposta
Você deve adicionar aproximadamente
• 39,5 g de P₄
• 34,5 g de H₂O
para, com rendimento de 80 %, obter 100 g de H₃PO₄.
• 39,5 g de P₄
• 34,5 g de H₂O
para, com rendimento de 80 %, obter 100 g de H₃PO₄.