Question

Calcule a massa de pirita (FeS2) necessária a produção
de 490 toneladas de ácido sulfúrico no seguinte
processo industrial:
4FeS2 + 11O2 --> 2Fe2O3 + 8SO2
2SO2 + O2 --> 2SO3
SO3 + H2O --> H2SO4

Answer 1

Resposta:

299,625 kg

Explicação:

Nós podemos reduzir as equações às substâncias comuns a todas:

4 FeS2 -> 8 SO2

2 SO2 -> 2 SO3

SO3 -> H2SO4

Se multiplicarmos a segunda equação por 4 igualamos a proporção dos produtos da primeira com a dos reativos da segunda:

4 FeS2 -> 8 SO2

8 SO2 -> 8 SO3

SO3 -> H2SO4

Agora multiplicamos a terceira por 8:

4 FeS2 -> 8 SO2

8 SO2 -> 8 SO3

8 SO3 -> 8 H2SO4

Perceba que agora podemos transformar isso em apenas uma equação, já que o produto de uma se torna reativo da outra:

4 FeS2 -> 8 H2SO4

Ou

FeS2 -> 2 H2SO4

Calculamos a massa molecular das duas substâncias:

FeS2

Fe -> 1 × 55,85 g.mol-1 = 55,85 g.mol-1

S -> 2 × 32 g.mol-1 = 64 g.mol-1

Total: 119,85 g.mol-1

H2SO4

H -> 2 × 1 g.mol-1 = 2 g.mol-1

S -> 1 × 32 g.mol-1 = 32 g.mol-1

O -> 4 × 16 g.mol-1 = 64 g.mol-1

Total: 98 g.mol-1

Ou seja, que a cada 119,85 g de pirita formam-se 196 g de ácido sulfúrico (esse é o dobro do valor, já que pela equação resulta em 2 mols por cada mol de pirita). Como se quer fazer 490 toneladas de ácido (490 000 000 g), podemos fazer uma regra de três e chegar na resposta:

196 g de pirita --- formam --- 119,85 g de ácido

490 000 000 g de pirita ------------- x

x = 490 000 000 × 119,85 / 196 = 299 625 000 g ou 299,625 kg