Em uma fornalha, 1 kg de carvão (carbono) impuro foi queimado. Os gases gerados foram separados e identificouse 50 g de dióxido de enxofre (SO2). Quando esse gás sulforoso é adicionado em água líquida, ambas as moléculas reagem entre si num mecanismo de combinação; o produto formado é ácido. Sobre isto, responda:
a. Qual é a equação molecular da queima deste carvão?
b. Qual é a porcentagem de enxofre presente neste carvão?
c. Qual é a equação química molecular da adição do gás sulforoso em água?
d. Na reação química do ácido com a água, qual é o ácido, qual é a base, qual é o ácido conjugado e qual é a base conjugada?

Passo 1

O enunciado trata da combustão de um carvão que contém carbono e impurezas de enxofre. Ao queimá-lo em excesso de oxigênio, formam-se CO2 e SO2 . Sabendo que se obtiveram 50,g de SO2 a partir de 1,kg de carvão, vamos:
1. escrever as equações moleculares da queima,
2. calcular a porcentagem de enxofre na amostra,
3. escrever a reação de dissolução de SO2 em água,
4. e identificar os pares ácido/base segundo Br\o{}nsted.

Passo 2

As reações de combustão são, isoladamente,
C(s) + O2(g) ;longrightarrow; CO2(g)
S(s) + O2(g) ;longrightarrow; SO2(g)
Se quisermos juntar num só esquema:
C(s) + S(s) + 2,O2(g) ;longrightarrow; CO2(g) + SO2(g)

Passo 3

Para achar a massa de enxofre:
n(SO2) = 50 gM(SO2) = 5032 + 2cdot16 = 5064 = 0,78125 mol
Cada mol de SO2 contém 1 mol de S , logo
m(S) = 0,78125 times 32 = 25 g
A amostra era de 1,000 g, então a porcentagem de enxofre é
251000times100% = 2,5%

Passo 4

O dióxido de enxofre se dissolve em água formando ácido sulfuroso:
SO2(g) + H2O(l) ;longrightarrow; H2SO3(aq)

Passo 5

Na reação de H2SO3 com H2O (primeira etapa de ionização), temos
H2SO3(aq) + H2O(l) ;longrightarrow; HSO3^-(aq) + H3O^+(aq)
Segundo Br\o{}nsted:
  • ácido: H2SO3
  • base: H2O
  • ácido conjugado: H3O^+
  • base conjugada: HSO3^-

Resposta

a. C(s)+O2(g)to CO2(g) S(s)+O2(g)to SO2(g)
ou coletivamente
C(s)+S(s)+2,O2(g)to CO2(g)+SO2(g)
b. 2,5% de enxofre
c. SO2(g)+H2O(l)to H2SO3(aq)
d. ácido = H2SO3; base = H2O; ácido conjugado = H3O^+; base conjugada = HSO3^-

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