O carbeto de boro
é um composto com capacidade de absorver nêutrons, sendo útil em aplicações a blindagens e barras de controle de reatores nucleares. A reação do óxido bórico
com o coque (carbono, C ) produz o carbeto de boro e o monóxido de carbono (CO). Calcule o número de mols de
e de C consumidos na produção de 500 kg de carbeto de boro.
Passo 1
O enunciado pede para calcular quantos mols de
e de
são consumidos para produzir
de
.
Informações dadas (explícitas ou implícitas):
Informações dadas (explícitas ou implícitas):
- Massa de
produzida: . - Reagentes envolvidos:
e . - Produto desejado:
(além de CO como subproduto).
O que precisamos obter: o número de mols de
consumidos e o número de mols de
consumidos na reação que produz
de
.
Passo 2
Balancear a reação química (essa é a etapa para saber a razão entre mols dos reagentes e do produto). Escrevendo uma equação genérica:
Para produzir
mol de
temos
. Cada
fornece 2 átomos de B, e
tem 4 átomos de B, portanto são necessários
mol de
para fornecer os 4 B:
Agora equilibre oxigênio: à esquerda há
átomos de O, então é preciso
mol de CO (cada CO tem 1 O):
Finalmente equilibre carbono: à direita há
átomo de C em
mais
átomos em
, total
. Logo
. A reação balanceada é:
Interpretação útil: produzir
mol de
consome
mol de
e
mol de
.
Passo 3
Explicar e calcular massa molar de
.
Lembrete rápido: 1 mol de uma substância contém partículas e a massa de 1 mol (em g) é a massa molar (soma das massas atômicas dos átomos na fórmula). Usamos massas atômicas aproximadas (tabela periódica):
Lembrete rápido: 1 mol de uma substância contém
A massa molar de
é:
Substituindo os valores:
Passo 4
Calcular o número de mols de
correspondentes a
. Primeiro converta a massa para gramas:
Número de mols:
(Dica para fazer sem calculadora: observe que
, então dividir por
é multiplicar por
e dividir por
, como fizemos acima.)
Passo 5
Usar as razões estequiométricas da reação balanceada para achar os mols de reagentes consumidos. A equação mostrou que:
- para cada
mol de formado são necessários mol de ; - para cada
mol de formado são necessários mol de .
Portanto:
Passo 6
Verificação rápida de consistência (checagem mental): se precisar das massas correspondentes, pode multiplicar os mols pelos respectivos
para checar ordens de grandeza (opcional para prova). Mas a pergunta pedia apenas os números de mols, que foram calculados acima.