Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas: 2 ZnS + 3 O2 + 2CO → 2 Zn + 2 SO2 + 2 CO2. Considere as massas molares: ZnS (97 g/mol); O2 (32 g/mol); ZnO (81 g/mol); SO2 (64 g/mol); CO (28 g/mol); CO2 (44 g/mol); e Zn (65 g/mol). Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita?
a. 25
b. 33
c. 40
d. 50
e. 54
a. 25
b. 33
c. 40
d. 50
e. 54
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre galvanização usando esfalerita (ZnS). A gente precisa calcular quanto de zinco metálico vai ser produzido a partir de 100 kg de esfalerita com 75% de pureza, levando em conta um rendimento de 80%. Vamos usar a estequiometria das reações químicas pra chegar na resposta.
Passo 2
Primeiro, vamos descobrir quanto de ZnS puro temos nos 100 kg de esfalerita. Como a pureza é de 75%, multiplicamos:
Passo 3
Agora, vamos converter esses 75 kg de ZnS para gramas para facilitar os cálculos:
Passo 4
Vamos calcular quantos mols de ZnS temos. A massa molar do ZnS é 97 g/mol:
Passo 5
Pela equação química fornecida:
Vemos que 2 mols de ZnS produzem 2 mols de Zn. Ou seja, a quantidade de mols de Zn produzido é igual à quantidade de mols de ZnS:
Passo 6
Agora, convertemos os mols de Zn para massa. A massa molar do Zn é 65 g/mol:
Passo 7
Considerando o rendimento de 80%, calculamos a massa real de Zn produzido:
Convertendo para quilogramas:
Passo 8
Arredondando para um valor próximo dentre as opções fornecidas, temos aproximadamente 40 kg de zinco metálico.
Resposta
c. 40