Um dos efeitos da chamada chuva ácida causada pelo SO2(g) lançado na atmosfera, é a transformação do mármore, CaCO3, em gesso, CaSO4, que pode ser representado pelas seguintes equações:
c 2 SO2(g)+O2(g) 2 SO3(g) 2 SO3(g)+H2 O(l) H2 SO4(2) 2 H2 SO4+2 CaCO3(s) CaSO4(s)+H2 O(l)+CO2(g)
Sabendo que a quantidade de gesso gerado em decorrência da chuva ácida sobre 1000 objetos equivalentes de mármore corresponde a 2 Kg e, que, cada objeto sofreu, quantitativamente, o mesmo processo de transformação. Determine o volume em litros de SO2(g), nas CNTP , necessário para alterar um objeto, considerando que a eficiência da transformação foi de 80 %.
Dado: 1 mol de um gás nas CNTP ocupa 22,4L.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! O enunciado fala sobre a chuva ácida causada pelo dióxido de enxofre ( SO2) e como ele transforma mármore ( CaCO3) em gesso ( CaSO4). O que precisamos descobrir é quanto de SO2, em litros nas Condições Normais de Temperatura e Pressão (CNTP), é necessário para transformar um objeto de mármore, levando em conta uma eficiência de 80%. Para isso, vamos usar as equações químicas fornecidas e a relação de volume de gás em CNTP.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a quantidade total de gesso gerado. Sabemos que 1000 objetos de mármore produziram 2 kg de gesso. Então, para um objeto, a quantidade de gesso produzida é:
2 kg1000 = 0,002 kg

Passo 3

Agora, vamos converter a massa de gesso para mols. A massa molar do CaSO4 é:
Ca: 40,08 , g/mol S: 32,06 , g/mol O4: 16,00 times 4 = 64,00 , g/mol Total: 40,08 + 32,06 + 64,00 = 136,14 , g/mol
Então, o número de mols de CaSO4 é:
2000 g136,14 g/mol approx 14,69 mol

Passo 4

Cada objeto gera 0,002 kg de gesso, o que corresponde a:
0,002 kg136,14 g/mol = 2 g136,14 g/mol approx 0,01469 mol

Passo 5

Vamos analisar a reação que transforma CaCO3 em CaSO4:
2 H2SO4 + 2 CaCO3 2 CaSO4 + 2 H2O + 2 CO2
Observa-se que 2 mols de H2SO4 produzem 2 mols de CaSO4. Então, para cada mol de CaSO4, precisamos de 1 mol de H2SO4.

Passo 6

Agora, a segunda reação que liga SO2 a H2SO4 é:
2 SO3 + H2O H2SO4
E a primeira reação é:
2 SO2 + O2 2 SO3
Juntando as duas, vemos que para cada mol de SO2 convertido, obtém-se 1 mol de H2SO4.

Passo 7

Portanto, para produzir 0,01469 mol de H2SO4, precisamos de 0,01469 mol de SO2. Mas como a eficiência é de 80%, precisamos considerar esse fator:
0,01469 mol0,8 approx 0,01836 mol

Passo 8

Agora, vamos converter os mols de SO2 para volume em litros nas CNTP, sabendo que 1 mol de gás ocupa 22,4 litros:
0,01836 mol times 22,4 Lmol approx 0,411 L

Resposta

O volume de SO2(g) necessário para alterar um objeto é aproximadamente 0,411 litros.

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