Óxido de cálcio (CaO) é formado pela decomposição de calcário ( CaCO3 puro). Em uma fornalha, a reação ocorre com 70 % de completamento.
Qual o rendimento em termos de libras de CO2 produzido por libra de calcário alimentado no processo?

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre a decomposição do calcário ( CaCO3) em óxido de cálcio ( CaO) e dióxido de carbono ( CO2) numa fornalha, que só está 70% completa. Nosso objetivo é descobrir quantas libras de CO2 são produzidas por libra de calcário que entra no processo. Para resolver isso, vamos precisar entender um pouco de estequiometria, que é a parte da química que estuda as relações quantitativas nas reações químicas, e calcular as massas molares dos compostos envolvidos.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação química da reação de decomposição do calcário:
CaCO3 CaO + CO2
Isso significa que uma molécula de calcário se transforma em uma molécula de óxido de cálcio e uma molécula de dióxido de carbono.

Passo 3

Agora, precisamos calcular as massas molares de cada composto para saber quantas libras de CO2 correspondem a uma libra de CaCO3. As massas molares são:
  • CaCO3:
    • Cálcio (Ca): 40,08 g/mol
    • Carbono ©: 12,01 g/mol
    • Oxigênio (O): 16,00 g/mol × 3 = 48,00 g/mol
    • Total: 40,08 + 12,01 + 48,00 = 100,09 g/mol
  • CO2:
    • Carbono ©: 12,01 g/mol
    • Oxigênio (O): 16,00 g/mol × 2 = 32,00 g/mol
    • Total: 12,01 + 32,00 = 44,01 g/mol

Passo 4

A reação está 70% completa, o que significa que apenas 70% do calcário se decompõe. Vamos calcular quantas libras de CO2 são formadas com base nessa eficiência.
Primeiro, assumimos que começamos com 1 libra de CaCO3.

Passo 5

Vamos usar a relação das massas molares para encontrar a quantidade de CO2 produzida por mole de CaCO3 decomposto. Pela equação balanceada, 1 mol de CaCO3 produz 1 mol de CO2.
Então, a massa de CO2 produzida por 1 libra de CaCO3 decomposto é:
Massa de CO2 = 44,01 g/mol100,09 g/mol times 1 libra = 0,44 libras

Passo 6

Considerando que a reação está 70% completa, multiplicamos essa massa pela eficiência:
0,44 libras times 0,70 = 0,308 libras de CO2

Resposta

O rendimento de CO2 produzido é de aproximadamente 0,308 libras de CO2 por libra de calcário alimentado no processo.

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