O ácido fosfórico, H3PO4, pode ser produzido a partir da reação entre a fluoroapatita, Ca5(PO4)3F, e o ácido sulfúrico, H2SO4, de acordo com a seguinte equação química, não balanceada:Ca5(PO4)3F + H2SO4 --> H3PO4 + CaSO4 + HF
Considere a reação completa entre 50,4 g de fluoroapatita com 98 g de ácido sulfúrico.
A quantidade em gramas de ácido fosfórico produzida é aproximadamente:
a) 41,2g
b) 59g
c) 13,7g
d) 98g
e) 295g
Respostas
Resposta:5ª Lista de Exercícios \u2013 Cálculos Químicos
1. Um produto secundário de um processo industrial consiste em uma mistura de sulfato de sódio
(Na2SO4) e hidrogenocarbonato de sódio (NaHCO3).
Para determinar a composição da mistura, uma amostra de 8.00 g foi aquecida até que se
alcançasse massa constante. A reação durante o aquecimento foi completa. Nessas condições, o
hidrogenocarbonato de sódio sofre decomposição de acordo com a reação
2NaHCO3(s) \u2192 Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(g)
e o sulfato de sódio permanece inalterado. A massa da amostra após o aquecimento foi 6,02 g.
Informe por meio de cálculos:
a) o percentual de CO2na mistura dos produtos gasosos.
b) a massa de CO2 existente no item anterior.
c) a massa de NaHCO3 que sofreu decomposição.
d) a percentagem de NaHCO3, na amostra.
2. Na indústria, a amônia é obtida pelo processo denominado Haber-Bosh, pela reação entre o
nitrogênio e o hidrogênio na presença de um catalisador apropriado, conforme mostra a reação não
balanceada:
N2(g) + H2(g) \u2192 NH3(g)
Com base nessas informações, considerando um rendimento de 100% e sabendo que as massas
molares desses compostos são: N2 = 28 g/mol, H2 = 2 g/mol, NH3 = 17 g/mol, calcular:
a) a massa de amônia produzida reagindo-se 7 g de nitrogênio com 3 g de hidrogênio.
b) Nas condições descritas no item a, existe reagente em excesso? Se existir, qual a massa em
excesso desse reagente?
3. Garimpeiros inexperientes, quando encontram pirita, pensam estar diante de ouro: por isso, a pirita
é chamada "ouro dos tolos". Entretanto, a pirita não é um mineral sem aplicação. O H2SO4, ácido
muito utilizado nos laboratórios de química, pode ser obtido a partir da pirita por meio do processo:
Calcular a massa de H2SO4 obtida a partir de 400,0 kg de pirita, com 60% de pureza, por meio do
processo equacionado acima, que possui rendimento de 90%.
4. Um caminhão-tanque derramou 4,9 toneladas de ácido sulfúrico numa estrada. Para que esse
ácido não atinja uma lagoa próxima ao local do acidente e para amenizar os danos ecológicos,
jogou-se barrilha (50%) sobre o ácido sulfúrico derramado (barrilha=Na2CO3). Qual a massa de
barrilha (50%) necessária para neutralizar todo o ácido derramado?
5. O ácido fosfórico, H3PO4, pode ser produzido a partir da reação entre a fluoroapatita, Ca5(PO4)3F, e
o ácido sulfúrico, H2SO4, de acordo com a seguinte equação química:
Ca3(PO4)2F (s) + 5 H2SO4 (l) \u2192 3 H3PO4 (l) + 5 CaSO4 (s) + HF (g)
Considere a reação completa entre 50,45 g de fluoroapatita com 98,12 g de ácido sulfúrico.
a) Qual é o reagente limitante da reação?
b) Determine a quantidade máxima de ácido fosfórico produzida.
6. Uma fábrica de produtos químicos possui um reator que, para uma dada operação, necessita ser
alimentado com solução de ácido sulfúrico contendo 175 kg de H2SO4. A solução aquosa de ácido
sulfúrico usada no processo tem 35,0 % em massa de H2SO4 e densidade igual a 1,25 g mL-1, a 25
°C.
A esse respeito, pede-se:
a) o volume da solução disponível que contenha exatamente aquela massa de H2SO4 necessária
para alimentar o reator;
b) a quantidade de matéria, em mols, em 175 kg de H2SO4;
c) o número de oxidação do enxofre no ácido sulfúrico;
d) a equação da reação de neutralização total do ácido sulfúrico com o hidróxido de sódio.
7. As provas do campeonato mundial de Fórmula 1 têm sido um laboratório de desenvolvimento de
novas peças, motores e parâmetros aerodinâmicos que equiparão os veículos de rua em um futuro
próximo. Em uma etapa desse campeonato, que é disputada em São Paulo no autódromo de
Interlagos, esses veículos de competição consomem, aproximadamente, 200 litros de gasolina
cada um.
Considerando a gasolina como se fosse constituída apenas por 2-metil-heptano, com densidade de
0,75 g/mL, responda:
a) Qual é a equação química balanceada que representa a queima completa do combustível?
b) Qual é a quantidade de gás poluente, em gramas, que será produzida na combustão de 200
litros de gasolina?
c) O que ocorrerá com os produtos da reação de combustão, se o motor do veículo estiver
desregulado e com excessivo consumo de gasolina?
8. A prata é um elemento muito utilizado nas indústrias de fotografia e imagem e seu descarte no
meio ambiente representa risco para organismos aquáticos e terrestres. Por ser um dos metais
com risco de escassez na natureza, apresenta um alto valor agregado. Nesses aspectos, a
recuperação da prata de resíduos industriais e de laboratórios associa a mitigação do impacto
ambiental à econômica. O fluxograma representa o tratamento de um resíduo líquido que contém
íons de prata (Ag+) e de sulfato (SO42-) em meio aquoso.
a) Escreva as equações das reações, devidamente balanceadas, da formação do cloreto de prata e
do óxido de prata.
b) No tratamento de um resíduo aquoso que continha 15,6 g de sulfato de prata, foram obtidos 8,7
g de óxido de prata. Calcule o rendimento em Ag2O deste processo.
Explicação: