Ácido fosfórico impuro, para uso em preparação de fertilizantes, é produzido pela reação de ácido sulfúrico sobre rocha de fosfato, cujo componente principal é Ca3(PO4)2 a reação é: Ca3(PO4)2 (s) + 3 H2SO4 (aq) → 3 CaSO4 (s) + 2 H3PO4 (aq). Quantos mols de H3PO4 podem ser produzidos pela reação de 200 kg de H2SO4? Dados: MM (em g/mol): H = 1; O = 16; S = 32; P = 31; Ca = 40.
a) 2107 mol.
b) 1361 mol.
c) 95,4 mol.
d) 954,3 mol.
e) 620 mol.

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem uma reação química onde ácido sulfúrico (H₂SO₄) reage com rocha de fosfato (Ca₃(PO₄)₂) para produzir ácido fosfórico (H₃PO₄) e sulfato de cálcio (CaSO₄). O lance é descobrir quantos mols de H₃PO₄ a gente consegue produzir usando 200 kg de H₂SO₄. Para isso, vamos precisar saber sobre estequiometria, que é a parte da química que estuda as quantidades das substâncias envolvidas nas reações. Também vamos usar as massas molares dos elementos para converter massa em mols.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a massa molar do ácido sulfúrico (H₂SO₄). Massa molar é basicamente a massa de uma mole da substância, e a gente calcula somando as massas dos átomos que compõem a molécula.
  • H (hidrogênio) = 1 g/mol
  • S (enxofre) = 32 g/mol
  • O (oxigênio) = 16 g/mol
Então, para H₂SO₄:
MM = (2 times 1) + 32 + (4 times 16) = 2 + 32 + 64 = 98 , g/mol

Passo 3

Agora, vamos converter os 200 kg de H₂SO₄ para gramas, porque a massa molar está em g/mol.
200 , kg = 200 times 1000 = 200,000 , g

Passo 4

Com a massa em gramas e a massa molar, podemos calcular quantos mols de H₂SO₄ temos:
Mols de H2SO4 = MassaMM = 200,000 , g98 , g/mol approx 2040.82 , mol

Passo 5

Agora, vamos usar a equação balanceada da reação para descobrir quantos mols de H₃PO₄ são produzidos a partir dos mols de H₂SO₄.
A reação balanceada é:
Ca3(PO4)2 + 3 , H2SO4 3 , CaSO4 + 2 , H3PO4
Isso significa que 3 mols de H₂SO₄ produzem 2 mols de H₃PO₄.
Então, usando uma regra de três simples:
Mols de H3PO4 = (2040.82 , mol ) times ( 23 ) approx 1360.55 , mol

Resposta

A quantidade de mols de H₃PO₄ produzidos é aproximadamente 1361 mol. Portanto, a resposta correta é a opção b) 1361 mol.

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