O processo de Solvay é importante na produção comercial do carbonato de sódio (Na2 CO3), que é usado na fabricação de muitos vidros. A última etapa no processo de Sovay é a conversão do NaHCO3 em Na2 CO3 por meio de aquecimento.
2 NaHCO3(s) undersetH2 O(g)Na(s)+CO2(g)+ H2 CO( ^2
Em um experimento de laboratório, um estudante aqueceu 42,0 g de NaHCO3 e determinou que 22,3 g de Na2 CO3 são formados. Qual é o rendimento percentual dessa reação?

Passo 1

Beleza, vamos lá! A gente tem um exercício sobre química, mais especificamente sobre o processo de Solvay, que serve para produzir carbonato de sódio (Na₂CO₃). A pergunta quer saber qual foi o rendimento percentual dessa reação quando um estudante aqueceu 42,0 g de NaHCO₃ e obteve 22,3 g de Na₂CO₃. Para resolver isso, a gente vai precisar usar conceitos de estequiometria, que é a parte da química que estuda as quantidades das substâncias envolvidas nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química que está rolando aqui. A equação balanceada é:
2 , NaHCO3 , (s) Na2CO3 , (s) + CO2 , (g) + H2O , (g)
Isso significa que 2 mols de bicarbonato de sódio (NaHCO₃) se transformam em 1 mol de carbonato de sódio (Na₂CO₃), além de dióxido de carbono e água.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de NaHCO₃ temos nos 42,0 g que o estudante usou. Para isso, precisamos da massa molar do NaHCO₃.
A massa molar do NaHCO₃ é:
  • Na: 23 g/mol
  • H: 1 g/mol
  • C: 12 g/mol
  • O₃: 16 g/mol × 3 = 48 g/mol
  • Total: 23 + 1 + 12 + 48 = 84 g/mol
Então, os mols de NaHCO₃ são:
Mols de NaHCO3 = 42,0 , g84 , g/mol = 0,5 , mol

Passo 4

Com os 0,5 mol de NaHCO₃, vamos ver quantos mols de Na₂CO₃ a reação vai produzir. Pela equação balanceada, 2 mols de NaHCO₃ dão 1 mol de Na₂CO₃. Então:
Mols de Na2CO3 = 0,5 , mol2 = 0,25 , mol

Passo 5

Agora, vamos converter esses 0,25 mol de Na₂CO₃ para gramas, usando a massa molar do Na₂CO₃.
A massa molar do Na₂CO₃ é:
  • Na₂: 23 g/mol × 2 = 46 g/mol
  • C: 12 g/mol
  • O₃: 16 g/mol × 3 = 48 g/mol
  • Total: 46 + 12 + 48 = 106 g/mol
Então, a massa teórica de Na₂CO₃ é:
Massa teórica = 0,25 , mol times 106 , g/mol = 26,5 , g ó

Passo 6

Por fim, vamos calcular o rendimento percentual da reação. A fórmula é:
Rendimento % = ( Rendimento RealRendimento Teórico ) times 100% ó
Substituindo os valores:
Rendimento % = ( 22,3 , g26,5 , g ) times 100% approx 84,15%

Resposta

O rendimento percentual dessa reação é de aproximadamente 84,2%.

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