Um cálcareo tem composição em peso:
;
. Calcular: a) a quantidade e a composição do produto da calcinação completa de uma tonelada deste calcáreo. b) o mínimo consumo de energia para calcinar uma tonelada de calcáreo (assumir que é composto por
)
Dado para o calcáreo:
Dado para o calcáreo:
Passo 1
O enunciado dá um “calcáreo” de massa total
,kg com composição em peso aproximada de
– de
– de
– de
– de
e pede:
a) para a calcinação completa de 1 t, a massa e a composição dos produtos (sólidos e gases);
b) o mínimo consumo de energia para calcinar 1 t supondo de
.
Vamos usar estequiometria simples e razões de massa para as decomposições
–
–
–
–
e pede:
a) para a calcinação completa de 1 t, a massa e a composição dos produtos (sólidos e gases);
b) o mínimo consumo de energia para calcinar 1 t supondo
Vamos usar estequiometria simples e razões de massa para as decomposições
além de calor específico médio e a expressão de
para achar a energia mínima.
Passo 2
Massas de cada componente em 1 t (
,kg):
Passo 3
Usamos massas molares aproximadas:
g/mol,
g/mol →
.
g/mol,
g/mol →
.
Logo:
Logo:
A
não reage e permanece com
,kg; a água se evapora:
,kg de
.
Passo 4
Somando os produtos:
– Gases:
– Gases:
total de gases
,kg.
– Sólidos:
– Sólidos:
Repare que
,kg; o excesso de
,kg vem do arredondamento dos %.
Passo 5
Composição em massa dos produtos (aproximação):
– Sólidos ( ,kg total):
• :
• :
• :
– Gases ( ,kg total):
• :
• :
– Sólidos (
•
•
•
– Gases (
•
•
Passo 6
Para o mínimo de energia na calcinação de
, usamos
onde
está em kelvin. Em equilíbrio
, logo
Passo 7
De
segue
J/(mo
) e
Para elevar de 298 K a 1170 K, com
J/(mo
), o calor de aquecimento é
O entalpético da reação é
,J/mol, logo o mínimo por mol é
Em 1 t (
mol, pois
,kg/
,k
ol
mol):
Resposta
a) Produtos da calcinação de 1 t de calcáreo:
– Sólidos ( ,kg):
• ,kg
• ,kg
• ,kg
– Gases ( ,kg):
• ,kg
• ,kg
– Sólidos (
•
•
•
– Gases (
•
•
b) Mínimo consumo de energia para calcinar 1 t de puro
: