A cal virgem (óxido de cálcio, CaO ) é um produto industrial utilizado na construção civil, no tratamento de água e em processos químicos. Ela é obtida pelo aquecimento do carbonato de cálcio ( \mathrm{CaCO}_{3} ), presente no calcário, conforme a equação química balanceada:
Um forno industrial foi abastecido com 200 g de carbonato de cálcio. Após a decomposição completa, obteve-se 90 g de óxido de cálcio ( CaO ) como produto sólido.
Com base nos dados, responda:
a) Calcule a massa teórica de óxido de cálcio ( CaO ) que poderia ser obtida a partir dos 200 g de \mathrm{CaCO}_{3}, considerando rendimento de 100 \%.
b) Determine o rendimento percentual da reação.
c) Cite dois fatores que poderiam explicar a perda de rendimento nessa reação industrial.
Passo 1
O enunciado descreve a decomposição térmica do carbonato de cálcio em óxido de cálcio e dióxido de carbono, segundo a reação
Queremos (a) calcular a massa teórica de \mathrm{CaO} a partir de 200 g de \mathrm{CaCO}_{3} (rendimento 100\%), (b) determinar o rendimento real sabendo que se obteve 90 g de \mathrm{CaO}, e (c) citar dois fatores que expliquem a perda de rendimento. Para isso vamos usar estequiometria, massa molar e definição de rendimento percentual.
Como a reação tem relação 1:1 entre \mathrm{CaCO}_{3} e \mathrm{CaO}, o número de mols de \mathrm{CaO} teórico é também 1,998\\ \mathrm{mol}. Logo a massa teórica de \mathrm{CaO} é
Substituindo m_{\text{real}}=90\\ \mathrm{g} e m_{\text{teórica}}\approx112,06\\ \mathrm{g}ó, temos
\eta = \frac{90}{112,06}\times100\%\approx80,4\%.
Passo 4
Dois fatores que podem reduzir o rendimento nesta reação industrial são:
Aquecimento ou tempo de residência insuficiente, levando à decomposição incompleta de parte do \mathrm{CaCO}_{3}.
Perdas mecânicas de \mathrm{CaO} (poeira, aderência às paredes do forno ou durante o manuseio e transporte).
Resposta
a) 112{,}06\\ \mathrm{g} de \mathrm{CaO} (arredondando, 112 g).
b) 80{,}4\%.
c) 1) Decomposição incompleta por condições de aquecimento inadequadas. 2) Perdas de produto sólido durante manuseio e transporte.