Para preparar uma solução aquosa de
de ácido sulfúrico, um rejeito ácido diluído contendo
de
e
de água é reforçado com uma solução aquosa de ácido sulfúrico comercial contendo
de
. Todas as percentagens estão em base mássica. Quantos quilogramas de ácido a
devem ser utilizados para reforçar 100 kg de ácido diluído?
Passo 1
Beleza, aqui a ideia é preparar uma mistura final com 50,0 % de H₂SO₄ (em base mássica), partindo de 100 kg de uma solução que tem só 28,0 % de H₂SO₄ e reforçando com uma solução comercial que é 96,0 % de H₂SO₄.
Conteúdo: balanço de massa em misturas e porcentagem em massa. Vamos usar a definição de “porcentagem em massa” e montar uma equação que equilibra a massa de H₂SO₄ antes e depois da mistura.
Conteúdo: balanço de massa em misturas e porcentagem em massa. Vamos usar a definição de “porcentagem em massa” e montar uma equação que equilibra a massa de H₂SO₄ antes e depois da mistura.
Passo 2
Primeiro, calcula quanta massa de H₂SO₄ já existe nos 100 kg da solução diluída (28,0 %):
Aqui usamos que “28,0 %” significa 0,28 vezes a massa total.
Passo 3
Agora, deixa
= massa (em kg) da solução a 96,0 % que vamos adicionar.
- A massa de H₂SO₄ que esse reforço traz é
. - A massa total da mistura final será
kg.
Como queremos que ela fique 50,0 % de H₂SO₄, a massa de ácido final tem que ser
A equação de balanço de massa de H₂SO₄ é:
Passo 4
Resolve a equação passo a passo:
- Expande o lado direito:
- Junta os termos com
num lado e números no outro: - Divide pra achar
:
Resposta
Você deve usar aproximadamente 47,8 kg da solução de 96,0 % de H₂SO₄.