Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1).
CaCO3(s) + SO2 (g) à CaSO3 (s) + CO2 (g) (1) Por sua vez, o sulfito de cálcio formado pode ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas. 2 Ca SO3 (s) + O2 (g) à 2 CaSO4 (s) (2) As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12g/mol, 16g/mol, 32g/mol e 40g/mol, respectivamente. Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de
a) 64.
b) 108.
c) 122.
d) 136.
e) 245
CaCO3(s) + SO2 (g) à CaSO3 (s) + CO2 (g) (1) Por sua vez, o sulfito de cálcio formado pode ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas. 2 Ca SO3 (s) + O2 (g) à 2 CaSO4 (s) (2) As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12g/mol, 16g/mol, 32g/mol e 40g/mol, respectivamente. Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de
a) 64.
b) 108.
c) 122.
d) 136.
e) 245
Passo 1
Então, vamos lá! O exercício fala sobre como as indústrias de extração de cobre e níquel emitem dióxido de enxofre (SO₂) durante o processo de oxidação dos minérios. Esse gás pode causar chuva ácida, mas tem uma solução chamada dessulfurização. Nosso objetivo aqui é calcular a quantidade de gesso (sulfato de cálcio, CaSO₄) que podemos obter por mol de SO₂ retido nesse processo, considerando um rendimento de 90%. Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria e cálculos com massas molares.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar as equações químicas envolvidas:
-
Dessulfurização:
-
Oxidação do sulfito de cálcio:
Nosso foco é produzir gesso (CaSO₄) a partir do SO₂ emitido. Então, precisamos entender quantos moles de CaSO₄ são formados por mol de SO₂.
Passo 3
Vamos determinar a relação molar entre SO₂ e CaSO₄:
- Da primeira equação, 1 mol de SO₂ produz 1 mol de CaSO₃.
- Da segunda equação, 2 mol de CaSO₃ produzem 2 mol de CaSO₄.
Portanto, 1 mol de CaSO₃ produz 1 mol de CaSO₄. Então, 1 mol de SO₂ acaba gerando 1 mol de CaSO₄.
Passo 4
Agora, vamos calcular a massa molar do CaSO₄:
- Cálcio (Ca): 40 g/mol
- Enxofre (S): 32 g/mol
- Oxigênio (O): 16 g/mol × 4 = 64 g/mol
Passo 5
Como cada mol de SO₂ gera 1 mol de CaSO₄, a massa de CaSO₄ por mol de SO₂ é 136 g. Mas precisamos considerar o rendimento de 90%. Isso significa que não toda a reação é eficiente, apenas 90% do produto é realmente obtido.
Passo 6
Aplicando o rendimento:
Resposta
A massa de gesso obtida por mol de gás retido é mais próxima de 122 g.