O hidróxido de cálcio, também conhecido como cal hidratada ou cal apagada, é uma substância utilizada em diversas aplicações, como pintura de residências, preparação de argamassa, tratamento de peles e couro, entre outras. Ele pode ser obtido a partir de óxido de cálcio e água, segundo a reação: CaO(s) + H2O(l) H Ca(OH)2(s) Sabendo que 56 g de CaO reagem completamente com 18 g de H2O, calcule:
a) A quantidade de cada reagente para produzir 2 kg de hidróxido de cálcio.
b) A quantidade de água necessária para reagir completamente com 500 g de óxido de cálcio.
a) A quantidade de cada reagente para produzir 2 kg de hidróxido de cálcio.
b) A quantidade de água necessária para reagir completamente com 500 g de óxido de cálcio.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre a reação entre óxido de cálcio (CaO) e água (H₂O) para formar hidróxido de cálcio (Ca(OH)₂). O conteúdo aqui envolve estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre os reagentes e os produtos nas reações químicas. Para resolver, vamos precisar calcular as massas molar de cada substância, usar a relação molar na equação química e fazer algumas conversões de massa para mol e vice-versa.
Passo 2
Primeiro, vamos entender a reação química:
Essa equação já está balanceada, o que significa que 1 mol de CaO reage com 1 mol de H₂O para produzir 1 mol de Ca(OH)₂.
Passo 3
Agora, vamos calcular as massas molares de cada composto:
-
Massa molar do CaO:
- Ca: 40 g/mol
- O: 16 g/mol
- Total:
-
Massa molar da H₂O:
- H: 1 g/mol (tem 2 átomos, então 2 g/mol)
- O: 16 g/mol
- Total:
-
Massa molar do Ca(OH)₂:
- Ca: 40 g/mol
- O: 16 g/mol (tem 2 oxigênios, então 32 g/mol)
- H: 1 g/mol (tem 2 hidrogênios, então 2 g/mol)
- Total:
Passo 4
Parte a) Queremos produzir 2 kg (2000 g) de Ca(OH)₂. Vamos primeiro calcular quantos mols isso representa.
Passo 5
Segundo, pela reação balanceada, a quantidade de mols de CaO e H₂O necessária será a mesma, ou seja, aproximadamente 27,03 mols de cada.
Agora, vamos converter esses mols de volta para a massa usando as massas molares:
- Massa de CaO necessária:
- Massa de H₂O necessária:
Passo 6
Parte b) Agora, queremos saber quanta água é necessária para reagir completamente com 500 g de CaO.
Primeiro, calculamos os mols de CaO:
Passo 7
Pela reação balanceada, precisamos de 1 mol de H₂O para cada mol de CaO. Portanto, serão necessários também 8,93 mols de H₂O.
Convertendo para massa:
Resposta
a) Para produzir 2 kg de hidróxido de cálcio, são necessários aproximadamente 1513,68 g de CaO e 486,54 g de H₂O.
b) Para reagir completamente com 500 g de óxido de cálcio, é necessário aproximadamente 160,74 g de água.