Um reator piloto foi carregado com de solução de e de (pureza ). A reação redox tem rendimento de .
Calcule a massa de formada;

Passo 1

Então, vamos dar uma olhada no que o exercício está pedindo. Temos um reator piloto que foi carregado com 50 litros de uma solução de ácido clorídrico (HCl) com concentração de 8 mol/L e 23,9 kg de dióxido de chumbo (PbO₂) com uma pureza de 83,68%. A reação redox que ocorre tem um rendimento de 70%. A equação química da reação é:
Nosso objetivo aqui é calcular a massa de cloreto de chumbo (II) ( ) formada nessa reação. Para resolver isso, vamos precisar entender conceitos de estequiometria, como cálculos de moles, massa molar, reagentes limitantes e rendimento da reação.

Passo 2

Primeiro, vamos calcular a quantidade de substância (em moles) de HCl presente na solução. Sabemos que a concentração é de 8 mol/L e o volume é de 50 L. A fórmula para calcular os moles é:
çã
Então,

Passo 3

Agora, vamos determinar a quantidade de moles de PbO₂ que temos. Primeiro, precisamos considerar a pureza do PbO₂, que é de 83,68%. Isso significa que nem todo o peso fornecido é PbO₂ puro. Primeiro, calculamos a massa de PbO₂ puro:
Convertendo para gramas:
Agora, calculamos os moles de PbO₂ usando a massa molar do PbO₂. A massa molar do PbO₂ é aproximadamente:
Então,

Passo 4

Agora, precisamos ver qual dos reagentes é o limitante, ou seja, qual vai se esgotar primeiro e limitar a quantidade de produto formado. Olhando para a equação balanceada:
Cada mol de PbO₂ reage com 2 moles de Cl⁻. Vamos verificar se temos HCl suficiente para reagir com todo o PbO₂:
Comparando com os moles de HCl disponíveis (400 mol), vemos que HCl é suficiente. Portanto, PbO₂ é o reagente limitante.

Passo 5

Agora, vamos calcular a quantidade teórica de que seria formada com base no reagente limitante. A relação molar entre PbO₂ e PbCl₂ é de 1:1, então teremos:
ó
Agora, considerando o rendimento da reação de 70%, a quantidade real de formada será:

Passo 6

Finalmente, vamos converter os moles de para massa. A massa molar de PbCl₂ é:
Então,
Convertendo para quilogramas:

Resposta

A massa de formada é aproximadamente 16,31 kg.

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volume da solução que está em excesso;
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