Ácido sulfúrico pode ser fabricado pelo processo de contato de acordo com as seguintes reações:
  1. S+O2 SO2
  2. 2 SO2+O2 2 SO3
  3. SO3+H2 O H2 SO4
Você é convidado para participar de um projeto preliminar de uma unidade de produção de ácido sulfúrico com capacidade de 2.000 toneladas/dia de H2 SO4 98 % (em massa). Calcule:
(a) Quantas toneladas de enxofre puro são necessários por dia para fazer funcionar esta fábrica?

Passo 1

Beleza, aqui a parada é: a fábrica quer produzir 2 000 toneladas por dia de ácido sulfúrico a 98 % em massa. A matéria é este negócio de estequiometria (reação química e proporção de mols) e de cálculo de massa molar. Então, o que precisamos:
  1. Entender que só nos interessa a massa pura de H₂SO₄ dentro dessas 2 000 t (porque a água não entra na conta para o enxofre).
  2. Saber que, olhando a reação global, 1 mol de enxofre (S) gera 1 mol de H₂SO₄.
  3. Usar as massas molares: M(S) ≃ 32 g/mol e M(H₂SO₄) ≃ 98 g/mol.
A partir do próximo passo, a gente faz os cálculos de verdade.

Passo 2

Primeiro, calculo quanta massa de H₂SO₄ pura está dentro das 2 000 t de solução a 98 %:
massa de H₂SO₄ pura = 2,000 t times 0,98 = 1,960 t

Passo 3

Agora, pela estequiometria geral (S ⟶ H₂SO₄), 1 mol de S gera 1 mol de H₂SO₄. Então basta converter a massa de H₂SO₄ pura em “quantos mols” e daí a mesma quantidade de mols de enxofre. Mas é muito mais direto usar a relação de massa:
massa de Smassa de H₂SO₄ = M(S)M(H₂SO₄) = 3298
Logo,
massa de S = 1,960 t times 3298 approx 640 t

Resposta

Você vai precisar de aproximadamente 640 toneladas de enxofre puro por dia.

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