Questão 4. Espécies químicas de caráter ácido ou básico são atuantes em diversos meios químicos, participando de reações em meio aquoso, alcoólico ou amoniacal, por exemplo.
A amônia reage em meio aquoso com o cloreto mercúrico precipitando o cloreto de amido-mercúrio(II), conforme a equação química:
Calcule a massa de cada reagente necessária à produção de
do precipitado, admitindo um rendimento de
.
A amônia reage em meio aquoso com o cloreto mercúrico precipitando o cloreto de amido-mercúrio(II), conforme a equação química:
Passo 1
O enunciado pede para calcular a massa de cada reagente necessária para obter
do precipitado
, sabendo que o rendimento do processo é de
. A reação fornecida é:
Informações dadas:
- Massa real do precipitado obtida:
. - Rendimento (eficiência) do processo:
(ou em fração). - Equação estequiométrica acima (usa-se para relacionar mols reagente ↔ produto).
O que se pede:
- Determinar a massa de
necessária. - Determinar a massa de
necessária.
Passo 2
Conceito importante: rendimento experimental relaciona massa real obtida com massa teórica esperada. A relação é
Aqui queremos a massa teórica necessária para, após rendimento de
, resultar em
. Então
Substituindo:
Interpretação prática: é preciso produzir teoricamente
de
para que, com
de rendimento, o produto real seja
.
Passo 3
Agora convertemos essa massa teórica em mols do precipitado. Primeiro calculamos a massa molar (massa molecular) de
. A massa molar é a soma das massas atômicas dos átomos que compõem a fórmula:
-
: (massa atômica) -
: -
: -
:
Em
há 1 átomo de Hg, 1 de N, 2 de H e 1 de Cl. Logo a massa molar é
Calculando:
Passo 4
Calcular os mols do precipitado correspondentes à massa teórica:
Fazendo a divisão:
Interpretação: para obter teoricamente
de precipitado é necessário formar
desse composto.
Passo 5
Usar a estequiometria da reação para achar quantos mols de reagentes são necessários por mol de produto:
- Pela equação,
mol de produz mol de . Logo
- Pela equação,
mol de reagem para produzir mol de . Logo
Passo 6
Converter mols dos reagentes em massas:
Para
:
- Massa molar:
- Massa necessária:
Arredondando de forma coerente aos algarismos significativos dos dados, podemos usar
(aqui mantive quatro algarismos significativos).
Para
:
- Massa molar:
- Massa necessária:
Arredondando de forma coerente:
.