A queima de calcário, dada pela reação abaixo, ocorre com
de conversão em um certo forno industrial:
Pede-se: a) Qual a composição do sólido retirado do forno?; e b) Supondo que o calcário seja
puro, quantos kg de
são produzidos por kg de calcário queimado?
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a queima de calcário. A gente vai trabalhar com reações químicas e fazer alguns cálculos de mass balance. O enunciado nos dá a reação de decomposição do calcário (
CaCO₃) com 70% de conversão, e pede para descobrir a composição do sólido que sai do forno e quanto de dióxido de carbono (CO₂) é produzido por quilo de calcário queimado. Vamos precisar usar a estequiometria da reação e considerar a conversão parcial.Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação química:
Isso significa que cada mol de calcário (
CaCO₃) queima para formar um mol de óxido de cálcio (CaO) e um mol de dióxido de carbono (CO₂).Passo 3
Com 70% de conversão, nem todo o calcário é convertido. Isso significa que, de 100 g de
CaCO₃ que entram no forno, apenas 70 g são convertidos em CaO e CO₂, e os 30 g restantes permanecem como CaCO₃ não reagido.Passo 4
Agora, vamos determinar a composição do sólido que sai do forno. Consideramos:
- 70% de
CaCO₃é convertido emCaOeCO₂. - 30% de
CaCO₃permanece inalterado.
Então, a mistura sólida final terá:
- 70% convertido em
CaO. - 30% de
CaCO₃restante.
Passo 5
Para calcular a quantidade de
CO₂ produzida por kg de CaCO₃ queimado, vamos usar as massas molares:- Massa molar de
CaCO₃: 100 g/mol - Massa molar de
CO₂: 44 g/mol
A reação mostra que 1 mol de
CaCO₃ produz 1 mol de CO₂. Então, 100 g de CaCO₃ produzem 44 g de CO₂. Mas como a conversão é de 70%, apenas 70% de CaCO₃ é convertido.Passo 6
Vamos calcular por kg de
CaCO₃:1 kg de
2. Cada kg de
3. Então, 0,7 kg de
CaCO₃ queimado a 70% de conversão significa que 0,7 kg de CaCO₃ são convertidos.2. Cada kg de
CaCO₃ convertido produz (44/100) = 0,44 kg de CO₂.3. Então, 0,7 kg de
CaCO₃ produzirão: 0,7 kg * 0,44 kg CO₂ / kg CaCO₃ = 0,308 kg CO₂.Resposta
a) O sólido retirado do forno é uma mistura com 70% de óxido de cálcio (
CaO) e 30% de calcário não reagido (CaCO₃).b) São produzidos 0,308 kg de
por kg de calcário queimado.