Durante a construção de uma rodovia, engenheiros utilizam cal virgem (óxido de cálcio, CaO ) para estabilizar o solo, melhorando sua resistência mecânica. A cal é obtida pela calcinação do calcário (carbonato de cálcio,
) segundo a reação:
Em uma usina próxima à obra, 5,0 toneladas de calcário são aquecidas para produzir a cal necessária. O calcário apresenta
de pureza em CaCO . Sabendo que o processo apresenta rendimento de
e que o
é coletado e medido nas CNTP, calcule:
a) A massa de cal ( CaO ) realmente obtida.
b) O volume de
liberado.
c) A quantidade de moléculas de
efetivamente produzidas.
a) A massa de cal ( CaO ) realmente obtida.
b) O volume de
c) A quantidade de moléculas de
Passo 1
O enunciado dá a reação
e pede três coisas:
a) a massa de cal ( ) realmente obtida;
b) o volume de liberado, medido em CNTP;
c) a quantidade de moléculas de efetivamente produzidas.
a) a massa de cal (
b) o volume de
c) a quantidade de moléculas de
Informações fornecidas (todas necessárias):
Não começamos a calcular ainda; agora que sabemos o que é pedido e quais dados temos, vamos transformar esses dados em grandezas úteis (massa em gramas, mols etc.) e aplicar estequiometria.
Passo 2
Converter a massa de calcário bruto para gramas e obter a massa de
puro (pela pureza).
1 tonelada
e
, então
Como apenas
é
,
Passo 3
Calcular as massas molares e explicar o que é massa molar.
Massa molar (ou massa molecular) é a massa de 1 mol de substância; soma-se as massas atômicas dos elementos na fórmula. Usaremos valores aproximados:
Logo:
Passo 4
Calcular o número de mols de
disponível.
A relação é
Aplicando:
Passo 5
Usar a estequiometria da reação e conceito de rendimento.
A reação mostra que 1 mol de
produz 1 mol de
e 1 mol de
. Então, teoricamente,
Mas o rendimento é
, ou seja, apenas
dessa quantidade é efetivamente formada:
Passo 6
Calcular a massa de
realmente obtida (parte a).
A massa obtida é
Substituindo:
Convertendo para unidades usuais:
Passo 7
Calcular o número de mols de
efetivamente produzidos (parte b e c início).
Pela estequiometria e pelo rendimento, o número de mols de
produzido é igual ao número de mols efetivos de
:
Passo 8
Calcular o volume de
liberado em CNTP (parte b).
Em CNTP o volume molar é
. Portanto
Fazendo a conta:
Convertendo para metros cúbicos (
):
Passo 9
Calcular a quantidade de moléculas de
produzidas (parte c).
Usamos a constante de Avogadro
. Então
Fazendo a multiplicação:
Passo 10
Breve checagem e incentivo: os resultados foram obtidos convertendo a massa inicial em massa de composto puro (pela pureza), passando a mols (massa molar), aplicando a estequiometria 1:1 e o rendimento, e então convertendo para massa, volume em CNTP e número de moléculas. Você mandou bem ao pedir a resolução passo a passo — é exatamente esse tipo de raciocínio que cai na prova. Vamos às respostas finais, bem diretas.
Resposta
a)
b)
c)
b)
c)