O processo de Solvay é importante na produção comercial do carbonato de sódio
, que é usado na fabricação de muitos vidros. A última etapa no processo de Sovay é a conversão do
por meio de aquecimento.
Em um experimento de laboratório, um estudante aqueceu
de
e determinou que
de
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:
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:
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:
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:
Passo 6
Por fim, vamos calcular o rendimento percentual da reação. A fórmula é:
Substituindo os valores:
Resposta
O rendimento percentual dessa reação é de aproximadamente 84,2%.