O composto tóxico
(chumbo branco), responsável pela cor branca em pigmentos à base de chumbo, é produzido através das seguintes reações:
i)
ii)
Assumindo que todo o chumbo na primeira reação é convertido aos produtos da segunda reação, determine:
a) A quantidade de chumbo branco produzida a partir de
de Pb .
b) A quantidade em gramas de
requerida se na primeira reação for consumido
de
.
i)
ii)
a) A quantidade de chumbo branco produzida a partir de
b) A quantidade em gramas de
Passo 1
O enunciado fornece duas reações que transformam chumbo metálico em “chumbo branco”:
Perguntas:
a) Qual a quantidade (em gramas) de produzida a partir de
de
, assumindo que todo o Pb passa pelos dois passos e é usado conforme as reações?
b) Se na primeira reação foram consumidos de
, qual a massa (em gramas) de
necessária para reagir com o intermediário conforme a segunda reação (novamente usando as relações estequiométricas das reações)?
a) Qual a quantidade (em gramas) de
b) Se na primeira reação foram consumidos
Dados que vamos usar (valores atômicos usados aqui):
Passo 2
Entendendo a relação estequiométrica entre o Pb metálico e o produto final
.
- Pela reação (i):
mol de produzem mol de . Ou seja, 1 mol de gera 1 mol do intermediário . Portanto a contagem de mols de Pb é igual à contagem de mols desse intermediário. - Pela reação (ii):
mol do intermediário são consumidos para gerar mol de (além de outros produtos). Logo, mol de Pb (via intermediário) produzem mol de .
Conclusão útil: conversão global entre Pb metálico e produto final:
Vou usar essa razão para resolver (a). Para (b) vou relacionar O2 consumido na reação (i) com CO2 exigido na reação (ii) via quantidade do intermediário produzida.
Passo 3
Conceitos rápidos (aula prática): o que é “mol” e como usamos massa e massa molar.
- Um mol de uma substância contém
entidades (átomos/moléculas). - Para passar de massa (g) para mol usamos:
Vou aplicar isso ao Pb.
Calculemos os mols de
em
:
Agora o valor numérico:
Passo 4
Usando a relação estequiométrica de Passo 2:
. Portanto os mols de produto formados a partir de
são:
Passo 5
Agora precisamos da massa molar de
. Façamos contagem de átomos na fórmula:
-
: átomos -
: de temos átomos e de temos átomos; total . -
: de temos átomos. -
: de temos átomos.
Calculemos a massa molar
:
Fazendo as contas passo a passo:
Somando:
Passo 6
Com
e
, a massa produzida é:
Arredondando conforme dados iniciais (massa de Pb dada com
algarismos significativos:
), reportamos a
algarismos significativos:
Isso responde a parte (a).
Passo 7
Agora parte (b). Relacionando
consumido na reação (i) com
necessário na reação (ii).
- Pela reação (i): para cada
mol de consumido são produzidos mol de intermediário (veja coeficientes: coeficiente 1 produz coeficiente 2 do intermediário). Então:
- Pela reação (ii):
mol de intermediário reagem com mol de . Portanto, para cada mol de intermediário precisamos de mol de .
Combinando: comece com
mol de
->
mol intermediário. Para transformar intermediário em CO2 requerido, note que
mol intermediário precisam de
mol CO2, então por mol de O2 (que dá 2 mol intermediário) a quantidade de CO2 necessária é:
Portanto:
Passo 8
Calcule os mols de
em
:
Agora os mols de
necessários:
Passo 9
Calcule a massa de
. Massa molar de
:
Massa de
:
Arredondando com 3 algarismos significativos (já que
tem 3 algarismos significativos):
Resposta
(a)
(b)
(b)