Questão 8)

Para proteger estruturas de aça da corrosão, a Indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75 %. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80 % nesta sequência de equações químicas:
2 ZnS+3 O2 2 ZnO+2 SO2 ZnO+CO Zn+CO2
Considere as massas mofares: ZnS(97 g / mol); O2(32 g / mol): ZnO(81 g / mol) : SO2(64 g / mol) ; CO(28 g / mol) ; CO2(44 g / mol) e Zn(65 g / mol ).
Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas. será produzido a partir de 100 kg de esfalerita?
a) 25
b) 33
c) 40
d) 50
e) 54

Passo 1

Beleza, o exercício é de estequiometria combinada com cálculo de pureza e rendimento. A gente tem 100 kg de minério (esfalerita) que é 75 % ZnS, e depois inclui rendimento de 80 % na conversão do ZnS em Zn metálico. Para resolver vamos precisar de:
  1. Entender porcentagem de pureza,
  2. Converter massa em mols usando massa molar,
  3. Usar razão molar da reação (1 mol ZnS → 1 mol Zn),
  4. Converter mols de Zn em massa,
  5. Aplicar rendimento de 80 %.

Passo 2

Primeiro calcula quanta massa de ZnS “de verdade” tem nesses 100 kg de minério:
mrm ZnS = 100,kgtimes 75% = 75,kg

Passo 3

Agora transforma essa massa de ZnS em mols. A massa molar do ZnS é 97 g/mol, ou seja, 0,097 kg/mol. Então:
nrm ZnS = mrm ZnSMrm ZnS = 75,kg0,097,kg/mol approx 773,2;mol

Passo 4

Pela reação global, cada 1 mol de ZnS gera 1 mol de Zn (2 ZnS → 2 ZnO → 2 Zn). Então:
nrm Zn = nrm ZnS approx 773,2;mol

Passo 5

Converte esses mols de Zn em massa usando a massa molar do Zn (65 g/mol = 0,065 kg/mol):
mrm Zn,;teórico = nrm Zntimes Mrm Zn = 773,2,moltimes 0,065,kg/mol approx 50,26,kgó

Passo 6

Agora aplica o rendimento de 80 %, que diz que só 80 % desse Zn teórico sai de fato:
mrm Zn,;real = 50,26,kgtimes 80% approx 40,21,kg

Resposta

A massa de zinco produzida é, aproximadamente, 40 kg (alternativa c).

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