O minério de bauxita contém 55,4 % em, peso de óxido de alumínio, o restante sendo impurezas. A solução de ácido sulfúrico contém de ácido sulfúrico puro e o restante de água. Para produzir sulfato de alumínio bruto contendo 1798 lb de sulfato de alumínio puro, são usados 1080 lb de minério de bauxita e 2510 lb de solução de acido sulfúrico nessa reação. Identifique o reagente em excesso. Que percentagem do reagente em excesso foi consumida?

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! O enunciado fala sobre a produção de sulfato de alumínio a partir da bauxita e da solução de ácido sulfúrico. A matéria envolvida aqui é estequiometria, que nos ajuda a entender as proporções das substâncias nas reações químicas. Para resolver isso, vamos precisar calcular as quantidades de reagentes reais e teorizar sobre qual deles está em excesso.

Passo 2

Primeiro, vamos identificar a fórmula química do sulfato de alumínio, que é . A equação balanceada da reação entre o óxido de alumínio ( ) e o ácido sulfúrico ( ) para formar o sulfato de alumínio pode ser representada assim:

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de puro na bauxita utilizada. A bauxita tem 55,4% de , então:

Passo 4

Também precisamos saber a quantidade de puro na solução usada. A solução contém 77,7% de ácido sulfúrico:

Passo 5

Vamos converter essas quantidades para moles para facilitar a comparação com a equação balanceada. Primeiro, calculamos as massas molares:
Como estamos trabalhando com libras, vamos converter as massas molares para lb/mol:
Agora, calculamos os moles de cada reagente:

Passo 6

De acordo com a equação balanceada, 1 mol de reage com 3 mols de . Vamos verificar qual reagente está limitando a reação:
á
Comparando com os moles disponíveis de (9037,35 mol), vemos que temos mais ácido sulfúrico do que o necessário. Portanto, o está em excesso.

Passo 7

Agora, vamos calcular quantos mols de foram consumidos e quanto restou:

Passo 8

Para encontrar a porcentagem do reagente em excesso que foi consumida, usamos a fórmula:
Substituindo:

Resposta

O reagente em excesso é o ácido sulfúrico ( ), e aproximadamente desse reagente foi consumido durante a reação.

Exercícios relacionados

A capacidade calorifica molar do butano pode ser expressa por:
na faixa de temperatura . Calcule variação de entropia se um mol de butano for aquecido de 300 K a 1000 K a pressão constante.
Óxido de etileno pode ser produzido pela oxidação catalítica de eteno de acordo com a seguinte reação:
A carga do reator contém 100 kmol de eteno e 80 kmol de oxigênio. Calcule:
a conversão do eteno e do oxigênio se 50 kmol de estiverem presentes no final da reação.
Propano é queimado com ar. Determine a composição molar do produto gasoso, considerando que não ocorre formação de monóxido de carbono se:
a) Ar teórico é fornecido, de conversão do combustível.
Calcule a mudança de entropia molar na fusão e na vaporização a 1 atm para . Use a e a .