Question

12. (PUC-modificada – RJ) O elemento fósforo não ocorre livre na natureza, sendo encontrado comumente como rocha fosfática. Esta rocha é constituída principalmente por Ca3(PO4)2. O fósforo puro (P4) pode ser obtido a partir desta matéria-prima por redução com carbono, em forno elétrico, a 1 500 ºC (representação abaixo).
2 Ca3(PO4)2(s) + 6 SiO2(s) + 10 C(s) → P4(g) + 6 CaSiO3(s) + 10 CO(g)
Calcule o volume de CO(g), nas CNTP, formado durante o processamento de 1 240 g de matéria-prima contendo 50% de Ca3(PO4)2.
a) 224 L
b) 448 L
c) 112 L
d) 672 L
e) 44,8 L

Answer 1

Reação :

2 Ca3(PO4)2 + 6 SiO2 + 10 C → P4 + 6 CaSiO3 + 10 CO

Massa molar do cálcio (Ca) ⇒ 40 g/mol;
Massa molar do fósforo (P) ⇒ 31 g/mol;
Massa molar do oxigênio (O) ⇒ 16 g/mol...

MM (Ca3(PO4)2) (Lembrando que são 4 fosfatos) ⇒
(3 * 40) + 2 *(1 * 31) + 2 *(4 * 16) = 310 g/mol...

Na reação balanceada, 2 mols de Ca3(PO4)2 reagem para formar 10 mol de CO... em massa :

(2 mols * 310 g/mol) = 620 g de Ca3(PO4)2 produzem 10 mols de CO...

Tem-se que, dos 1240 g de matéria-prima, 50% dessa massa é Ca3(PO4)2... ou seja :
1240 * 50% =
1240 * 0,5 =
620 gramas de Ca3(PO4)2 reagindo !

Como há exatamente 620 g de Ca3(PO4)2  reagindo, pela proporção, exatamente 10 mols de CO serão formados...

O volume molar é de 22,4 L/mol...
Como são formados 10 mols de CO, então, o volume produzido é de :

22,4 L/mol * 10 mols = 224 Litros de CO formados ! (Alternativa 'a)'.)