Questão 32. Qual a massa (em kg) de sulfato de sódio obtida quando 12,35 \mathrm{~kg} de hidróxido de sódio com 99,45 \% de pureza são tratados com excesso de ácido sulfúrico? Considere que a reação ocorra com um rendimento de 75,31 \%. (Massa = 16,42 kg)

Passo 1

Resumindo o enunciado, temos 12,35\,\mathrm{kg} de hidróxido de sódio impuro com pureza de 99,45\%, que reage em excesso de ácido sulfúrico de acordo com a reação
2\,\mathrm{NaOH}+H_{2}SO_{4}\longrightarrow Na_{2}SO_{4}+2\,H_{2}O.
O conteúdo é estequiometria de reações e cálculo de rendimento. Vamos: (a) determinar a massa de NaOH puro, (b) converter em mols e achar a massa teórica de N a_{2}S O_{4}, (c) aplicar o rendimento de 75,31 %.

Passo 2

Massa de NaOH puro
m_{\mathrm{NaOH\\ puro}}=12,35\,\mathrm{kg}\times0,9945=12,282075\,\mathrm{kg}.
Em gramas isso vale
12,282075\,\mathrm{kg}=12282,075\,\mathrm{g}.

Passo 3

Número de mols de NaOH
a massa molar de NaOH é M_{\mathrm{NaOH}}=40{,}00\,\mathrm{g/mol}, logo
n_{\mathrm{NaOH}}=\frac{12282{,}075\,\mathrm{g}}{40{,}00\,\mathrm{g/mol}} =307{,}0519\,\mathrm{mol}.
Pela estequiometria 2\,\mathrm{mol\\ NaOH}\to1\,\mathrm{mol\\ Na_{2}SO_{4}}, então
n_{\mathrm{Na_{2}SO_{4},\,teor}} =\frac{307{,}0519}{2} =153{,}52595\,\mathrm{mol}.

Passo 4

Massa teórica de N a_{2}S O_{4}
a massa molar de N a_{2}S O_{4} é
M_{\mathrm{Na_{2}SO_{4}}} =2\times22{,}99+32{,}06+4\times16{,}00 =142{,}04\,\mathrm{g/mol},
logo
m_{\mathrm{teor}} =153{,}52595\,\mathrm{mol}\times142{,}04\,\mathrm{g/mol} =21806{,}85\,\mathrm{g} =21{,}80685\,\mathrm{kg}.

Passo 5

Aplicando rendimento de 75{,}31\% ( 0{,}7531), a massa real de N a_{2}S O_{4} é
m_{\mathrm{real}} =21{,}80685\,\mathrm{kg}\times0{,}7531 =16{,}4227\,\mathrm{kg} \approx16{,}42\,\mathrm{kg}.

Resposta

A massa de sulfato de sódio obtida é aproximadamente 16{,}42\,\mathrm{kg}.

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