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Enunciado

Química - Princípios de Química: Questionando a Vida Moderna e o Meio Ambiente - 5ª Edição - Peter Atkins, Loretta Jones e Leroy Laverman- Ed: 5º - Capítulo 1.M - Ex. 22

Uma mistura de massa 4,94 g contendo 85% de fosfina pura, P H 3 , e 0,11 kg de C u S O 4 . 5 H 2 O (cuja massa molar é 249,68 g m o l ) foi colocada em um vaso de reação.

  1. Balanceie a reação química que ocorre, dada a equação simplificada:

    2. C u S O 4 . 5 H 2 O + P H 3 →   C u 3 P 2 + H 2 S O 4 + H 2 O

  2. Dê nomes aos reagentes e produtos.
  3. Determine o reagente limitante.
  4. Calcule a massa (em gramas) de C u 3 P 2 (cuja massa molar é 252,56 g m o l ) produzida, sabendo que o rendimento percentual da reação é de 6,31%.

Passo 1

Muito bem, já sabemos que na equação balanceada, o número de átomos dos elementos no lado esquerdo deve ser igual ao número de átomos do mesmo elemento no lado direito da equação.

Sendo assim, nossa equação ficará assim:

3 C u S O 4 . 5 H 2 O + 2 P H 3 →   C u 3 P 2 + 3 H 2 S O 4 + 15 H 2 O

A letra (a) foi molezinha, não foi?

Passo 2

Bom galera, agora nós só precisamos dar nome aos bois.

Bora láa !!

C u S O 4 . 5 H 2 O → S u l f a t o   d e   C o b r e   p e n t a - h i d r a t a d o

P H 3 → F o s f i n a

C u 3 P 2 → F o s f i t o   d e   C o b r e   ( I I )

H 2 S O 4 → Á c i d o   S u l f ú r i c o

H 2 O → Á g u a

Agora bora pra (c) !

Passo 3

Bom galera, nós temos uma massa 4,94 g contendo 85% de fosfina pura, P H 3 , então qual a nossa massa real?

m P H 3 = 85 100 × 4,94   g = 4,20   g

E:

m C u S O 4 . 5 H 2 O = 0,11 × 10 3   g

Lembrando que:

M M P H 3 = 33,99 g m o l

M M C u S O 4 . 5 H 2 O = 249,68 g m o l

Agora nós podemos calcular o número de mols que nós temos para cada um dos reagentes:

n = m M M

Agora vamos substituir:

n P H 3 = 4,20   g 33,99 g m o l = 0,124   m o l

n C u S O 4 . 5 H 2 O = 110   g 249,68 g m o l = 0,4 41   m o l

De acordo com a estequiometria da reação, para cada 3 mols de C u S O 4 . 5 H 2 O nós precisamos de 2 mols de P H 3 :

n C u S O 4 . 5 H 2 O = 0,124   m o l   d e   P H 3 × 3   m o l s   d e   C u S O 4 . 5 H 2 O 2   m o l s   d e   P H 3 = 0,186   m o l s   d e   C u S O 4 . 5 H 2 O

Shooow!!

Então ainda sobraram 0,255 mols de C u S O 4 . 5 H 2 O , portanto o reagente limitante é a fosfina, P H 3 .

Passo 4

Bom, precisamos achar o número de mols do produto C u 3 P 2 . Para isso olhamos a relação estequiométrica novamente:

n C u 3 P 2 = 0,124   m o l   d e   P H 3 × 1   m o l s   d e   C u 3 P 2 2   m o l s   d e   P H 3 = 0 , 0 6 2   m o l s   d e   C u 3 P 2  

Sabendo que:

M M C u 3 P 2 = 249,68 g m o l

Calculando a massa:

m C u 3 P 2 = n C u 3 P 2 × M M C u 3 P 2

Substituindo:

m C u 3 P 2 = 0,062   m o l s   × 249,68 g m o l = 15,66   g

Como o rendimento é de 6,31%, vamos olhar qual qual a massa real:

m C u 3 P 2 = 6,31 100 × 15,66   g = 0,988   g

Portanto, a massa real de C u 3 P 2 produzida é 0,988 g.

E terminamos !!

Resposta

  1. 3 C u S O 4 . 5 H 2 O + 2 P H 3 →   C u 3 P 2 + 3 H 2 S O 4 + 15 H 2 O ;
  2. C u S O 4 . 5 H 2 O → S u l f a t o   d e   C o b r e   p e n t a - h i d r a t a d o | P H 3 → F o s f i n a | C u 3 P 2 → F o s f i t o   d e   C o b r e   ( I I ) | H 2 S O 4 → Á c i d o   S u l f ú r i c o | H 2 O → Á g u a ;
  3. P H 3 ;
  4. 0,988   g .
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