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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 41 (1º exame) da FUVEST 1998

1º exame · Química: Cálculo estequiométrico

— Um sólido S é decomposto por aquecimento e o produto sólido obtido, ao reagir com água, forma hidróxido de cálcio. Este reage com carbonato de sódio produzindo soda cáustica (\text{NaOH}) e regenerando o sólido S que é reciclado. Qual a fórmula de S e sua respectiva massa necessária para iniciar um ciclo de produção de soda cáustica a partir de 1,06 toneladas de carbonato de sódio? Admita em todas as etapas um rendimento de 100%.

massas molares (g/mol)
C ...... 12
O ...... 16
Na ...... 23
Ca ...... 40
  1. A
    \ce{CaO} e 0{,}56\text{ t}
  2. B
    \ce{CaO} e 1{,}12\text{ t}
  3. C
    \ce{Ca(OH)2} e 1{,}06\text{ t}
  4. D
    \ce{CaCO3} e 1{,}00\text{ t}
  5. E
    \ce{CaCO3} e 2{,}00\text{ t}
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Resolução comentada

Montamos o ciclo de trás para a frente.

O sólido S regenerado na última etapa vem da reação entre \ce{Ca(OH)2} e \ce{Na2CO3}:

\ce{Ca(OH)2 + Na2CO3 -> CaCO3 + 2 NaOH}

Logo, S = \ce{CaCO3}. As outras etapas confirmam isso:

\ce{CaCO3 ->[\Delta] CaO + CO2}
\ce{CaO + H2O -> Ca(OH)2}

O produto sólido da decomposição é o \ce{CaO}, que com água forma o hidróxido de cálcio.

Agora a massa de S:

  1. Massa molar do \ce{Na2CO3}: 2\cdot 23 + 12 + 3\cdot 16 = 106\ \text{g/mol}.
  2. Massa de \ce{Na2CO3} em mols: 1{,}06\ \text{t} = 1{,}06\cdot 10^6\ \text{g}, ou seja, 10^4 mol.
  3. A proporção \ce{Na2CO3} : \ce{Ca(OH)2} é 1 : 1, então são necessários 10^4 mol de \ce{Ca(OH)2}.
  4. A proporção \ce{Ca(OH)2} : \ce{CaO} : \ce{CaCO3} também é 1 : 1 : 1, então são necessários 10^4 mol de \ce{CaCO3} para iniciar o ciclo.
  5. Massa molar do \ce{CaCO3}: 40 + 12 + 48 = 100\ \text{g/mol}.
  6. Massa de \ce{CaCO3}: 10^4 \cdot 100 = 10^6\ \text{g} = 1{,}00\ \text{t}.

Alternativa D.

Por que as outras alternativas estão erradas

  • AIndica CaO, que é o produto da decomposição e não o sólido regenerado; e a massa 0,56 t corresponde só a 10^4 mol de CaO.
  • BCaO não é o sólido S regenerado, e 1,12 t é o dobro da massa de CaO para 10^4 mol.
  • CCa(OH)2 não é regenerado pelo ciclo, e a massa 1,06 t apenas repete a do carbonato de sódio.
  • EFórmula certa, mas a massa dobra ao supor 2 mol de CaCO3 por mol de Na2CO3, quando a proporção é 1:1.

Assuntos: Cálculo estequiométrico, Tipos de reações inorgânicas.

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Ver como caiu na prova Questão 41 no caderno V da FUVEST 1998

Fonte: FUVEST 1998 · 1º exame. Prova oficial ↗