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:
3 C+SiC SiO2 2 SiC+2 CO
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:
3 C + SiO2 2 SiC + 2 CO
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.
Mols de C = 1000 , g12 , g/mol approx 83,33 , 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:
Mols de SiC = 23 times 83,33 approx 55,56 , mol

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):
Massa molar de SiC = 28 + 12 = 40 , g/mol
Então, a massa de SiC formada é:
Massa de SiC = 55,56 , mol times 40 , g/mol = 2222,4 , g approx 2,22 , kg

Resposta

Aproximadamente 2,22 kg de carbeto de silício são formados a partir de 1 kg de carbono.

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