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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 14 (2º dia · Grupo 2) da 2ª etapa da UFG 2005

2º dia · Química: Cálculo estequiométrico

Na obtenção do ácido sulfúrico três etapas se destacam: inicialmente, ocorre a obtenção do dióxido de enxofre e do óxido de ferro (III), a partir da reação entre o dissulfeto de ferro (II) e gás oxigênio; a seguir, o dióxido de enxofre é oxidado formando trióxido de enxofre; finalmente, ao trióxido de enxofre é adicionada água, para a formação do ácido sulfúrico.

a) Escreva as equações químicas que representam as etapas descritas na obtenção do ácido sulfúrico. (2,0 pontos)

b) Calcule a quantidade de ácido sulfúrico produzida a partir de 264 kg de dissulfeto de ferro (II). (3,0 pontos)

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Resolução comentada

Resolução comentada

a) Escrevemos uma equação para cada etapa descrita e balanceamos.

  1. Ustulação do dissulfeto de ferro (II) com oxigênio, formando óxido de ferro (III) e dióxido de enxofre:
4\ \ce{FeS2} + 11\ \ce{O2} \rightarrow 2\ \ce{Fe2O3} + 8\ \ce{SO2}
  1. Oxidação do dióxido de enxofre a trióxido de enxofre (reação reversível, feita com catalisador):
2\ \ce{SO2} + \ce{O2} \rightleftharpoons 2\ \ce{SO3}
  1. Reação do trióxido de enxofre com água:
\ce{SO3} + \ce{H2O} \rightarrow \ce{H2SO4}

Equações: 4\ \ce{FeS2} + 11\ \ce{O2} \rightarrow 2\ \ce{Fe2O3} + 8\ \ce{SO2}; 2\ \ce{SO2} + \ce{O2} \rightarrow 2\ \ce{SO3}; \ce{SO3} + \ce{H2O} \rightarrow \ce{H2SO4}.

b) Para relacionar o \ce{FeS2} ao \ce{H2SO4}, acompanhamos o enxofre ao longo das etapas. Cada \ce{FeS2} tem 2 átomos de S, que viram 2 \ce{SO2}, depois 2 \ce{SO3} e, por fim, 2 \ce{H2SO4}. A proporção global é, portanto, 1\ \ce{FeS2} : 2\ \ce{H2SO4}, supondo rendimento de 100%.

Massas molares: \ce{FeS2} = 56 + 2\cdot 32 = 120\ \text{g/mol} e \ce{H2SO4} = 2 + 32 + 64 = 98\ \text{g/mol}.

  1. Quantidade de \ce{FeS2}: n = \dfrac{264\,000\ \text{g}}{120\ \text{g/mol}} = 2\,200\ \text{mol}.
  2. Quantidade de \ce{H2SO4}: n = 2 \cdot 2\,200 = 4\,400\ \text{mol}.
  3. Massa de \ce{H2SO4}: m = 4\,400 \cdot 98 = 431\,200\ \text{g}.

Resposta: 4\,400\ \text{mol} de \ce{H2SO4}, ou seja, 431{,}2\ \text{kg}.

Assuntos: Cálculo estequiométrico, Leis ponderais e balanceamento.

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Ver como caiu na prova Questão 14 no caderno Grupo 2 da 2ª etapa da UFG 2005

Fonte: UFG 2ª etapa 2005 · 2º dia · Grupo 2. Prova oficial ↗