O maior emprego isolado do ácido sulfúrico é observado na indústria de fertilizantes à base de fósforo ou de amônio. O exemplo mais importante é a Obtenção do
Ca3(PO4)2+H2 SO4 Ca2 H2(PO4)2+CaSO4
[M(Ca)=40,1 g / mol ; M(P)=31,0 g / mol ; M(O)=16,0 g / mol ; M(H)=1,0 g / mol ; M(S)=32,0 g / mol].
Calcule a massa de ácido sulfúrico, em toneladas ( t ), necessária para reagir com 236.000 Kg de Ca3(PO4)2 (fosforita) na produção de

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse problema juntos! A gente precisa descobrir a massa de ácido sulfúrico ( H2SO4) necessária para reagir com 236.000 kg de fosforita ( Ca3(PO4)2) na produção química indicada. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas entre reagentes e produtos nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos dar uma olhada na equação química fornecida:
Ca3(PO4)2 + H2SO4 Ca2H2(PO4)2 + CaSO4
Precisamos balancear essa equação para termos certeza de que está correta. Vamos fazer isso agora.

Passo 3

Vamos contar os átomos de cada elemento em ambos os lados da equação:
Reagentes:
  • Cálcio (Ca): 3
  • Fósforo §: 2
  • Oxigênio (O): 8 (do Ca3(PO4)2) + 4 (do H2SO4) = 12
  • Hidrogênio (H): 2
  • Enxofre (S): 1
Produtos:
  • Cálcio (Ca): 2 (do Ca2H2(PO4)2) + 1 (do CaSO4) = 3
  • Fósforo §: 2
  • Oxigênio (O): 8 (do Ca2H2(PO4)2) + 4 (do CaSO4) = 12
  • Hidrogênio (H): 2
  • Enxofre (S): 1
A equação já está balanceada!

Passo 4

Agora, vamos calcular as massas molares das substâncias envolvidas. As massas molares são importantes para transformar massas em mols e vice-versa.
  • Ca3(PO4)2:
    • Cálcio (Ca): 40,1 , g/mol
    • Fósforo §: 31,0 , g/mol
    • Oxigênio (O): 16,0 , g/mol
    Cálculo:
    Massa molar = 3(40,1) + 2[31,0 + 4(16,0)] = 120,3 + 2(31,0 + 64,0) = 120,3 + 2(95,0) = 120,3 + 190,0 = 310,3 , g/mol
  • H2SO4:
    • Hidrogênio (H): 1,0 , g/mol
    • Enxofre (S): 32,0 , g/mol
    • Oxigênio (O): 16,0 , g/mol
    Cálculo:
    Massa molar = 2(1,0) + 32,0 + 4(16,0) = 2,0 + 32,0 + 64,0 = 98,0 , g/mol

Passo 5

Vamos determinar quantos mols de Ca3(PO4)2 temos nos 236.000 kg fornecidos.
Primeiro, convertendo quilogramas para gramas:
236.000 , kg = 236.000.000 , g
Agora, usando a massa molar:
Mols de Ca3(PO4)2 = 236.000.000 , g310,3 , g/mol approx 760.303 , mols

Passo 6

Segundo a equação balanceada, a relação molar entre Ca3(PO4)2 e H2SO4 é de 1:1. Ou seja, para cada mol de fosforita, precisamos de 1 mol de ácido sulfúrico.
Portanto, precisamos de aproximadamente 760.303 mols de H2SO4.

Passo 7

Agora, vamos converter os mols de H2SO4 para gramas usando a massa molar calculada anteriormente.
Massa de H2SO4 = 760.303 , mols times 98,0 , g/mol approx 74.467.000 , g

Passo 8

Por fim, vamos converter gramas para toneladas, já que a resposta pedida está nesse formato.
74.467.000 , g = 74.467 , kg = 74,467 , toneladas

Resposta

A massa de ácido sulfúrico necessária é aproximadamente 74,467 toneladas.

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