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O ácido fosfórico impuro para uso na manufatura de fertilizantes é produzido pela ação de ácido sulfúrico sobre a rocha de fosfato, cujo componente principal é Ca3(PO4)2. A reação balanceada é:
Ca3(PO4)2(s)+3 H2 SO4(aq) 3 CaSO4(s)+2 H3 PO4(aq).
(a) Quantos mols de H3 PO4 são produzidos pela reação de 200 kg de H2 SO4 ?

Passo 1

Vamos resolver um problema de química envolvendo a reação entre ácido sulfúrico ( H2SO4) e fosfato de cálcio ( Ca3(PO4)2). Precisamos descobrir quantos mols de ácido fosfórico ( H3PO4) são produzidos a partir de 200 kg de H2SO4. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que nos ajudam a relacionar quantidades de reagentes e produtos em uma reação química balanceada.

Passo 2

Primeiro, precisamos calcular a massa molar do H2SO4. A massa molar é a massa de um mol da substância e é calculada somando as massas atômicas de todos os átomos na fórmula.
H2SO4:
  • H: 2 átomos × 1,01 g/mol = 2,02 g/mol
  • S: 1 átomo × 32,07 g/mol = 32,07 g/mol
  • O: 4 átomos × 16,00 g/mol = 64,00 g/mol
  • Massa molar total: 2,02 + 32,07 + 64,00 = 98,09 g/mol

Passo 3

Agora, vamos converter os 200 kg de H2SO4 para gramas, já que a massa molar está em g/mol.
200 kg = 200 times 1000 = 200.000 g
Em seguida, calculamos o número de mols de H2SO4:
n = massamassa molar = 200.000 g98,09 g/mol approx 2040 mol

Passo 4

Agora, usamos a equação balanceada da reação para relacionar os mols de H2SO4 com os mols de H3PO4 produzidos.
Ca3(PO4)2 + 3,H2SO4 3,CaSO4 + 2,H3PO4
Da equação, 3 mols de H2SO4 produzem 2 mols de H3PO4. Então, para 2040 mols de H2SO4:
nH3PO4 = 23 times 2040 approx 1360 mol

Resposta

São produzidos aproximadamente 1360 mols de ácido fosfórico ( H3PO4) a partir de 200 kg de H2SO4.

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