Os calcários são rochas sedimentares que, na maioria das vezes, resultam da precipitação de carbonato de cálcio na forma de bicarbonatos. Podem ser encontrados no mar, em rios, lagos ou no subsolo (cavernas). Elas contêm minerais com quantidades acima de 30% de carbonato de cálcio (aragonita ou calcita). A calcita é um mineral se pode formar a partir de sedimentos químicos, nomeadamente íons de cálcio e bicarbonato, como segue:
Os principais usos do calcário são: produção de cimento Portland, produção de cal ( CaO ), correção de pH do solo na agricultura, fundente de metalurgia, como pedra ornamental. O óxido de cálcio, cal virgem, é obtido por meio do aquecimento do carbonato de cálcio (calcário), conforme reação a seguir:
Em contato com a água, o óxido de cálcio forma hidróxido de cálcio de acordo com a reação
CaO+H2 O Ca(OH)2
Considere que a amostra de 50 kg de calcário contenha 10 kg de carbonato de cálcio, que a obtenção do óxido de cálcio é de 50 % de carbonato de cálcio e que todo óxido de cálcio se transforma em hidróxido de cálcio. Com base nessas informações, caso a sua indústria de
transformação necessite de fabricação de 7400 toneladas de hidróxido de cálcio, quantas toneladas de calcário serão necessárias para essa produção? (R: 100.000 kg de Calcárioá )
Passo 1
Beleza, então o enunciado diz que o calcário é basicamente CaCO₃, a gente o esquenta pra virar CaO (com rendimento de 50 %) e depois esse CaO vira Ca(OH)₂ (com rendimento 100 %). A ideia é: a amostra de 50 kg de calcário tem 10 kg de CaCO₃, daí a gente calcula quantos quilos de Ca(OH)₂ saem por kg de calcário e, sabendo que precisamos de 7400 kg de Ca(OH)₂, acha quantos quilos de calcário são necessários.
Matéria: estequiometria e cálculo de rendimento. Vamos precisar das massas molares e da noção de rendimento de reação.
Passo 2
Primeiro, as massas molares:
Passo 3
Em 1 kg de calcário, a fração de CaCO₃ é
10 kg de CaCO350 kg de calcário =0,2 kg de CaCO3 por kg de calcário áá
Isso dá 200 g de CaCO₃ por kg de calcário, ou seja 2 mol de CaCO₃.
2) Ao calentar, teoricamente 2 mol de CaCO₃ → 2 mol de CaO, mas como o rendimento é 50 %, só conseguimos 1 mol de CaO. Em massa:
1 mol CaO = 56 gimplies 0,056 kg de CaO
Esse CaO todo vira Ca(OH)₂ (rendimento 100 %). A reação é 0,056 kg CaO times7456 =0,074 kg Ca(OH)2 ,
de modo que 56 g CaO viram 74 g Ca(OH)₂. Logo,
por cada 1 kg de calcário.
Passo 4
Se cada 1 kg de calcário produz 0,074 kg de Ca(OH)₂, para ter 7400 kg de Ca(OH)₂ precisamos de
7400 kg de Ca(OH)20,074 kg de Ca(OH)2/ kg calcário =100,000 kg de calcário áá
Resposta
Para produzir 7400 kg de Ca(OH)₂ são necessários 100 000 kg de calcário.