O carbeto de silício (SiC) possui uma estrutura idêntica à do diamante e, por isso, apresenta elevada dureza, sendo utilizado, por exemplo, na confecção de esmeril para afiar facas e no corte de vidros. Uma forma de obtenção do carbeto de silício dá-se por meio da reação de aquecimento de coque com areia, conforme expressa a equação a seguir:
A massa de carbeto de silício, em kg, que se forma a partir da utilização de 1 kg de carbono presente no coque é, aproximadamente:
Passo 1
Então, a gente tem um exercício sobre a formação de carbeto de silício (SiC) a partir do carbono © presente no coque e do dióxido de silício (SiO₂), que é a areia. O que a gente precisa fazer é descobrir quanto de SiC é formado quando usamos 1 kg de carbono nessa reação. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química, como a lei das proporções definidas e cálculos estequiométricos, que nos ajudam a relacionar as quantidades de reagentes e produtos numa reação química.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar a equação balanceada da reação:
Isso significa que 3 mols de carbono reagem com 1 mol de dióxido de silício para formar 2 mols de carbeto de silício e 2 mols de monóxido de carbono.
Passo 3
Para calcular a massa de SiC formada a partir de 1 kg de C, precisamos primeiro converter a massa de carbono para mols. A massa molar do carbono © é aproximadamente 12 g/mol.
Passo 4
Agora, usando a estequiometria da reação, vemos que 3 mols de C produzem 2 mols de SiC. Então, a quantidade de mols de SiC formada será:
Passo 5
Com os mols de SiC, podemos calcular a massa final. A massa molar do SiC é a soma da massa molar do silício (Si, cerca de 28 g/mol) e do carbono (C, 12 g/mol):
Então, a massa de SiC formada é:
Resposta
Aproximadamente 2,22 kg de carbeto de silício são formados a partir de 1 kg de carbono.