pode ser obtido a partir da série de reações a seguir:
Qual a massa de KCl gerada no processo?
Passo 1
O enunciado fornece a seguinte série de reações (vou copiar exatamente o que foi dado):
A pergunta é: “Qual a massa de
gerada no processo?”
O enunciado não especifica uma quantidade inicial (por exemplo, quantos mols de ou quantos mols de
queremos produzir). Para poder dar uma resposta numérica e útil na prova, vou calcular a massa de
que aparece no processo por cada mol de
formado. Essa é uma escolha natural quando não há quantidade inicial: obter a razão estequiométrica e, em seguida, converter para massa. Se você quisesse para outra quantidade (por exemplo, para produzir
mols de
), é só multiplicar o resultado pelo fator
.
O enunciado não especifica uma quantidade inicial (por exemplo, quantos mols de
Passo 2
Estratégia (resumida): trabalhar com as relações estequiométricas das reações, rastrear quantos mols de
aparecem em cada etapa quando produzimos uma certa quantidade de
, somar todas as contribuições e, no final, converter mols de
em massa usando a massa molar. Antes de mexer nos números, um lembrete didático rápido sobre o que estamos fazendo: em química, os coeficientes das reações representam razões molares. Se uma reação diz
, isso significa que
mols de
dão
mols de
. Podemos escalar reações multiplicando todos os coeficientes por um mesmo número para obter as quantidades que precisamos sem violar a conservação de átomos.
Vou escolher produzir uma quantidade inteira de
que evite frações ao usar as três reações encadeadas. Notamos que a terceira reação dá
mols de
quando consumimos
mols de
. Portanto, é conveniente usar a escala inteira que produz
mols de
e, depois, dividir por
para obter o valor por mol. Isso deixa os coeficientes inteiros e facilita a contagem.
Passo 3
Olhemos a terceira reação já sem escala:
Se executarmos essa reação uma vez (isto é, com os coeficientes dados), ela produz
mols de
e, ao mesmo tempo, produz
mol de
. Conclusão parcial: da etapa 3, para cada
mols de
obtidos, aparecem
mol de
.
Passo 4
Agora, de onde vêm os
mols de
que a reação 3 consome? Eles vêm da reação 2. A reação 2 é:
Para produzir
mols de
precisamos executar essa reação
vezes (pois cada vez gera
mol de
). Fazendo a reação 2 quatro vezes (multiplicando todos os coeficientes por
) obtemos:
Portanto, a partir da etapa 2, para gerar os
mols de
necessários, aparecem
mols de
.
Passo 5
De onde vêm os
mols de
que a etapa anterior consome? Eles vêm da reação 1:
Cada vez que essa reação ocorre ela produz
mol de
e
mol de
. Para obter
mols de
precisamos realizar essa reação
vezes. Fazendo isso (multiplicando coeficientes por
):
Logo, da etapa 1 temos
mols adicionais de
.
Passo 6
Agora somamos todas as contribuições de
obtidas nas três etapas, lembrando que escalei tudo de modo que a etapa 3 produza
mols de
:
- da etapa 1:
mols de ; - da etapa 2:
mols de ; - da etapa 3:
mol de .
Soma total para produzir
mols de
:
Portanto, por cada
mols de
obtidos surgem
mols de
. Dividindo por
para obter a razão por
mol de
, temos:
Isso é o que queríamos: a partir das estequiometrias encadeadas, cada mol de
formado gera
mols de
.
Passo 7
Agora convertemos mols de
em massa. Primeiro calculamos a massa molar de
. Vamos usar massas atômicas aproximadas comuns (explicando didaticamente: a massa molar de um composto é a soma das massas atômicas dos elementos na sua fórmula, em g·mol^{-1}):
Logo
Passo 8
Multiplicamos o número de mols de
por sua massa molar para obter a massa:
Interpretação final: para cada mol de
produzido por essa sequência de reações, são gerados
mols de
, o que corresponde a
de
(usando as massas atômicas acima).