A reação abaixo demonstra a fabricação do ácido sulfúrico. Se reagirmos 180 g de
com excesso de água, qual a massa de
formada? Qual a quantidade de matéria (mols) formada? Admita um rendimento de
. Reação:
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte:
- Dados do enunciado:
- Reação:
. - Massa de
disponível: . - Água em excesso (logo
é o reagente limitante). - Rendimento da reação:
.
- Reação:
- Perguntas do enunciado:
- Qual a massa de
formada (considerando rendimento de )? - Qual a quantidade de matéria (mols) de
formada (considerando rendimento de )?
- Qual a massa de
Passo 2
Explicação de conceito importante: massa molar (massa molecular relativa).
- A massa molar de uma substância é a soma das massas atômicas dos seus átomos e tem unidade
. Para fazer contas rápidas à mão, usaremos os valores inteiros aproximados: , , . - Calcular a massa molar de
: - Calcular a massa molar de
:
Comentário amigo: esses valores (
e
) são os que a maioria das provas usa e facilitam contas sem calculadora.
Passo 3
Explicação de estequiometria e reagente limitante:
- Observe a estequiometria da reação:
mol de reage com mol de para formar mol de . Então a relação molar é - Como a água está em excesso, o reagente limitante é
. Portanto a quantidade máxima (teórica) de mols de é igual à quantidade de mols de que temos.
Passo 4
Calcular a quantidade de matéria (mols) de
disponível:
- Fórmula para número de mols:
, onde é número de mols, massa em gramas e massa molar em . - Aplicando a
: - Fazer a conta de cabeça:
.
Passo 5
Calcular o rendimento teórico de
(antes de aplicar o rendimento percentual):
- Pela estequiometria
, os mols teóricos de são iguais a : - Massa teórica correspondente:
- Calcular sem calculadora:
e ; somando .
Passo 6
Aplicar o rendimento de
(definição e cálculo):
- Definição: rendimento é a fração (ou porcentagem) do produto teórico que realmente se forma. Para rendimento
(em fração), a massa real é Aqui . - Calcular massa real de
: Fazer à mão: , então . Primeiro . Multiplicando por : . - Calcular mols reais formados (mesma ideia: fração do teórico):
Fazer à mão: .
Passo 7
Arredondamentos e interpretação final:
- Em química prática costuma-se apresentar resultados com 3 algarismos significativos quando apropriado.
- Arredondando:
-
. -
.
-
- Resultado: com
de e de rendimento espera-se formar aproximadamente de , o que corresponde a cerca de .