Exercício 10 - Na vulcanização a frio da borracha, o dicloreto de dienxofre (
) é usado como fonte de átomos de enxofre, os quais formam “pontes”, ou ligações cruzadas, entre as cadeias poliméricas.
pode ser produzido pela reação de enxofre fundido
com cloro
. Qual é a massa máxima de
que pode ser produzida pela reação de
de enxofre com
de cloro?
Passo 1
O enunciado fornece os reagentes e suas massas e pede a massa máxima de produto que pode ser formada. Informações relevantes dadas:
- Reagentes: enxofre na forma
e cloro . - Massas fornecidas:
de e de . - Produto desejado:
. - Para os cálculos seguintes será usado: massa atômica do enxofre
e do cloro .
O que o problema pede: determinar a massa máxima (rendimento teórico) deque pode ser obtida a partir dessas quantidades de reagentes.
Passo 2
Escrever e balancear a equação química (isto define as razões molares que vamos usar).
Contagem rápida para balancear: a fórmula do produto tem 2 átomos de S e 2 de Cl por molécula; o enxofre elemental está como e o cloro como
. A equação balanceada é
Contagem rápida para balancear: a fórmula do produto tem 2 átomos de S e 2 de Cl por molécula; o enxofre elemental está como
Interpretação da estequiometria: a cada
mol de
consumido reagem
mol de
e formam-se
mol de
. Assim as razões molares úteis são:
ou, alternativamente, da equação nota-se que
mol de
produzem
mol de
, portanto
quando o cloro é o reagente limitante.
Passo 3
Converter massas em número de mols usando a relação
onde
é o número de mols,
é a massa dada e
é a massa molar do composto.
Calcular as massas molares envolvidas:
Agora os mols dos reagentes:
(e mantive 4 casas decimais intermediárias para precisão),
Passo 4
Determinar o reagente limitante — isto diz qual reagente determina a quantidade máxima de produto.
Método direto: calcular quantos mols de
cada reagente poderia formar se fosse totalmente consumido.
- A partir de
: pela estequiometria . Então
- A partir de
: da equação vê-se que dão , ou seja, em relação molar é entre e . Portanto
Comparando: a partir do enxofre só é possível formar
enquanto a partir do cloro seria possível formar
. Logo o enxofre (
) é o reagente limitante e o máximo de
formado será
.
Passo 5
Converter os mols de
possíveis em massa usando
.
Usando
e
:
Arredondando de acordo com os dados (as massas iniciais têm 3 algarismos significativos), damos a resposta com 3 algarismos significativos:
.
Resposta
67,4 g