Um reator piloto foi carregado com
de solução
de
e
de
(pureza
). A reação redox tem rendimento de
.
Calcule o volume de
produzido (
e
) sabendo que apenas
do gás pode ser recolhido.
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício de química juntos! A gente vai trabalhar com reações redox, que são aquelas onde ocorre transferência de elétrons entre as substâncias. Aqui, temos cloreto de hidrogênio (
) e dióxido de chumbo (
) reagindo. Precisamos descobrir o volume de cloro (
) produzido nas condições dadas, considerando o rendimento da reação e a parte do gás que pode ser coletada.
Passo 2
Primeiro, vamos calcular quantos mols de
estão na reação. Temos 23,9 kg de
com pureza de 83,68%.
A massa pura de
é:
Convertendo para gramas:
Agora, a massa molar de
é aproximadamente
. Então, os mols de
são:
Passo 3
Olha a equação da reação:
Essa equação nos mostra que 1 mol de
gera 1 mol de
. Então, se temos 83,7 mols de
, teoricamente podemos produzir 83,7 mols de
.
Passo 4
Mas nem sempre a reação é perfeita. Aqui, o rendimento é de 70%, ou seja, só 70% dos mols teóricos de
são realmente produzidos:
Passo 5
Além disso, nem todo o gás produzido pode ser recolhido. Apenas 60% do
pode ser coletado:
Passo 6
Agora, vamos calcular o volume desse
usando a equação dos gases ideais:
Onde:
-
-
-
(constante dos gases) -
Rearranjando a equação para encontrar
:
Calculando:
Resposta
O volume de
produzido é aproximadamente
.