Na metalurgia do zinco, uma das etapas é a reação do óxido de zinco com o monóxido de carbono, produzindo zinco elementar e dióxido de carbono, segundo a equação:
\mathrm{ZnO}_{(\mathrm{s})}+\mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} \rightarrow \mathrm{Zn}_{(\mathrm{s})}+\mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}
Considere que a amostra de ZnO tenha 60% de pureza. Nessas condições, para cada mol de zinco produzido, a massa de \mathrm{ZnO}_{(\mathrm{s})} impuro utilizado, em gramas, é aproximadamente igual a:

Passo 1

O enunciado nos dá a reação de redução do óxido de zinco:
\mathrm{ZnO}_{(\mathrm{s})} + \mathrm{CO}_{(\mathrm{g})} \rightarrow \mathrm{Zn}_{(\mathrm{s})} + \mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}
e informa que o óxido de zinco impuro tem 60\% de pureza. Precisamos determinar a massa de amostra impura de \mathrm{ZnO} necessária para produzir 1 mol de \mathrm{Zn}. Vamos usar estequiometria da reação e ajustar pela pureza.

Passo 2

Calcular a massa molar do \mathrm{ZnO}. Usando as massas atômicas \mathrm{Zn}=65,38 e \mathrm{O}=16,00:
M(\mathrm{ZnO}) = 65,38 + 16,00 = 81,38\\ \mathrm{g/mol}.

Passo 3

Pela estequiometria da reação, 1 mol de \mathrm{ZnO} puro produz 1 mol de \mathrm{Zn}. Logo, para obter 1 mol de \mathrm{Zn} precisamos de 81,38\\ \mathrm{g} de \mathrm{ZnO} puro.

Passo 4

Como a amostra de \mathrm{ZnO} é apenas 60\% pura, somente 0,60 da massa da amostra é \mathrm{ZnO}. Seja m a massa de amostra impura requerida, então:
0,60 \times m = 81,38\\ \mathrm{g} \quad\Longrightarrow\quad m = \frac{81,38}{0,60} \approx 135,6\\ \mathrm{g}.

Resposta

A massa de \mathrm{ZnO} impuro necessária é aproximadamente 136\\ \mathrm{g}.

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