Resolução direta sem reação química
cristalização: Um tanque contém 10.000 kg de uma solução saturada de
a
. Você quer cristalizar 500 kg de
desta solução. A que temperatura a solução deve ser arrefecida?
cristalização: Um tanque contém 10.000 kg de uma solução saturada de
Temperatura | Solubilidade <br> (g de NaHCO/100g de H2O) |
---|---|
60 | 16,4 |
50 | 14,4 |
40 | 12,7 |
30 | 11,1 |
20 | 9,6 |
10 | 8,1 |
Passo 1
Beleza, vamos resolver esse exercício sobre cristalização! O problema nos apresenta uma solução saturada de bicarbonato de sódio (
) e nos pede para descobrir a temperatura para cristalizar 500 kg desse composto. Para isso, vamos usar conceitos de solubilidade e equilíbrio de soluções.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que significa uma solução saturada. Uma solução saturada é aquela que contém a quantidade máxima de soluto dissolvido a uma determinada temperatura. Ou seja, nesta solução de
a 60°C, não é possível dissolver mais bicarbonato de sódio sem que ele comece a cristalizar.
Passo 3
Temos 10.000 kg de solução saturada a 60°C. A solubilidade de
nessa temperatura é de 16,4 g por 100 g de água. Vamos converter essa informação para kg:
Passo 4
Agora, queremos cristalizar 500 kg de
. Isso significa que precisamos diminuir a quantidade de soluto na solução para que 500 kg saiam na forma de cristais. Para isso, vamos encontrar a nova concentração de
necessária após a cristalização.
Passo 5
Vamos calcular a quantidade de água na solução inicial. Sabemos que a solução total é de 10.000 kg e que contém 16,4% de
:
Passo 6
Após cristalizar 500 kg de
, a quantidade restante na solução será:
Passo 7
Agora, a nova concentração de
na solução será:
Passo 8
Consultando a tabela de solubilidade, vemos que a 50°C a solubilidade é de 14,4 g/100g H₂O (14,4%). A nossa nova concentração após cristalizar 500 kg é de 13,65%, que é menor que 14,4%. Isso significa que ao arrefecer a solução para 50°C, teremos menos soluto dissolvido do que a capacidade da água a essa temperatura, permitindo a cristalização desejada.
Resposta
A solução deve ser arrefecida para 50°C para cristalizar 500 kg de
.