O ouro metálico é em geral encontrado relativamente puro na natureza. Como os depósitos concentrados de ouro elementar têm sido exauridos, fontes de grau mais baixo têm-se tornado mais importantes. O ouro de minérios de grau mais baixo pode ser concentrado quando se coloca o minério triturado em lajes de concreto grandes e se borrifa uma solução de NaCN sobre ele. Na presença de
e ar, o ouro é oxidado, formando o íon estável
, solúvel em água:
Depois que um íon metálico é lixiviado seletivamente de seu minério, ele é precipitado da solução como metal livre ou como composto iônico insolúvel. O ouro, por exemplo, é obtido a partir de seu complexo cianeto pela redução com zinco em pó:
Que massa de ouro poderá ser obtida a partir de 100 quilogramas de NaCN , sendo o rendimento da reação de
? Sabendo que o NaCN se dissocia completamente em meio aquoso.
Passo 1
O que o enunciado pede: “Que massa de ouro poderá ser obtida a partir de
quilogramas de NaCN, sabendo que o NaCN se dissocia completamente em meio aquoso e que o rendimento da reação é de
?”
Informações relevantes dadas pelo enunciado:
- Massa de cianeto fornecida:
de NaCN (ou seja ). - O NaCN se dissocia completamente em água, então cada mol de NaCN fornece 1 mol de
. - A reação de lixiviação forma o íon complexo
. Isso implica que cada átomo de ouro faz parte de um complexo com dois grupos cianeto ( ); portanto, a estequiometria entre e é de mol de para mol de . - Rendimento do processo de obtenção do ouro:
. - Dados atômicos usados (valores típicos): massa molar do Na:
, do C: , do N: , do Au: .
Passo 2
Entendendo o conceito que vamos usar (mini-aula rápida):
- Mol: é a quantidade de substância que contém
entidades (átomos, íons, moléculas). Para converter massa em gramas para número de mols usamos a massa molar (g·mol^{-1}). - Massa molar do NaCN: somamos as massas atômicas de Na, C e N. Vamos calcular e usar isso para achar quantos mols de
temos.
Cálculo da massa molar do NaCN:
Agora calculamos o número de mols de NaCN em
:
Como o NaCN se dissocia completamente, isso também nos dá o número de mols de
:
Passo 3
Relacionando a estequiometria (mini-aula prática sobre leitura de fórmulas):
- O íon formado é
. Isso significa que cada íon complexo contém átomo de Au e unidades . Logo, para formar mol de é preciso mol de e resulta em mol de Au envolvido.
Portanto, o número máximo de mols de Au que podem ser complexados (teoricamente, comconversão) é:
Passo 4
Converter os mols de Au em massa (mini-aula sobre conversão mol → massa):
- Usamos a massa atômica do ouro
.
A massa teórica de ouro (se a reação fosseeficiente) é:
Convertendo para quilogramas:
Passo 5
Aplicar o rendimento experimental (mini-aula sobre rendimento):
- Rendimento de
significa que apenas da massa teórica é obtida na prática.
Logo:
Convertendo para quilogramas: