Questão 18) A criolita (Na3 AlF6) é usada na produção comercial de alumínio a partir do minério. A criolita em si é produzida pela seguinte reação:
6 NaOH+Al2 O3+12 HF 2 Na3 AlF6+9 H2 O
Uma mistura contendo 800,0 g de NaOH, 300,0 g de Al2 O3 e 600,0 g de HF é aquecida a 950^circ C e reage até o final. Qual é a massa máxima de criolita formada?

Passo 1

O enunciado dá a reação de produção da criolita:
6,NaOH + Al2O3 + 12,HF longrightarrow 2,Na3AlF6 + 9,H2O
e fornece as massas iniciais de NaOH, Al2O3 e HF. Queremos achar a massa máxima de criolita formada, o que envolve:
1. Calcular as massas molares dos compostos.
2. Converter massas em mols.
3. Identificar o reagente limitante.
4. Calcular os mols de criolita e converter em massa.

Passo 2

Calcular as massas molares:
M(NaOH) = 22,99 + 16,00 + 1,01 = 39,997 g/mol
M(Al2O3) = 2times26,98 + 3times16,00 = 101,96 g/mol
M(HF) = 1,01 + 19,00 = 20,01 g/mol
M(Na3AlF6) = 3times22,99 + 26,98 + 6times19,00 = 209,95 g/mol

Passo 3

Calcular os mols iniciais de cada reagente:
n(NaOH) = 800,039,997 = 20,00 mol
n(Al2O3) = 300,0101,96 = 2,944 mol
n(HF) = 600,020,01 = 29,99 mol

Passo 4

Determinar o reagente limitante comparando a quantidade de criolita que cada reagente poderia gerar:
– A partir de NaOH:
6,NaOHto2,Na3AlF6 Longrightarrow nmax(Na3AlF6)=20,00times26=6,667 mol
– A partir de Al2O3:
1,Al2O3to2,Na3AlF6 Longrightarrow nmax(Na3AlF6)=2,944times2=5,888 mol
– A partir de HF:
12,HFto2,Na3AlF6 Longrightarrow nmax(Na3AlF6)=29,99times212=4,998 mol
O menor valor é 4,998,mol, logo o reagente limitante é o HF.

Passo 5

Calcular a massa de criolita formada a partir de n=4,998,mol:
m(Na3AlF6)=4,998times209,95=1049,6 g

Resposta

A massa máxima de criolita formada é de aproximadamente 1049,6 g.

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