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UNIFESO 2011/2
importância do elemento químico antimônio (Sb) na indústria de semicondutores para a fabricação de diodos tem apresentado sensível crescimento nos últimos anos.
Um dos processos empregados na sua obtenção envolve a redução direta da antimonita (minério que tem o Sb2S3 como principal componente) com o ferro, conforme mostra a equação a seguir:
Sb2S3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS
Considerando uma eficiência de conversão de 100 % no processo em que 81,2kg de antimônio foram produzidos a partir de 126kg de antimonita e que as impurezas não reagiram com o ferro, é correto afirmar que o grau de pureza do minério utilizado foi de aproximadamente:
Um dos processos empregados na sua obtenção envolve a redução direta da antimonita (minério que tem o Sb2S3 como principal componente) com o ferro, conforme mostra a equação a seguir:
Sb2S3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS
Considerando uma eficiência de conversão de 100 % no processo em que 81,2kg de antimônio foram produzidos a partir de 126kg de antimonita e que as impurezas não reagiram com o ferro, é correto afirmar que o grau de pureza do minério utilizado foi de aproximadamente:
a
90%
b
76%
c
69%
d
55%
e
39%
Ver resposta
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Resposta
A
Tempo médio
9 min
Resolução
1. Cálculo das massas molares (g mol−1)
- Sb ≈ 121,76
- S ≈ 32,06
- Sb2S3 = 2·121,76 + 3·32,06 ≈ 243,52 + 96,18 ≈ 339,7
2. Estequiometria da reação
Sb2S3 + 3 Fe → 2 Sb + 3 FeS
• 1 mol de Sb2S3 produz 2 mol de Sb.
• Massa de Sb formada a partir de 1 mol de Sb2S3:
m(Sb)=2 · 121,76 ≈ 243,52 g
3. Relação massa-massa (rendimento 100 %)
\[\frac{m(\text{Sb})}{m(\text{Sb}_2\text{S}_3)}=\frac{243{,}52}{339{,}70}\approx0,717\]
Logo, para cada 1 kg de Sb2S3 obtêm-se 0,717 kg de Sb.
4. Massa teórica de Sb2S3 necessária para gerar 81,2 kg de Sb:
mteo(Sb2S3) = \(\frac{81,2}{0,717}\) ≈ 113 kg
5. Grau de pureza do minério
O lote total de minério tem 126 kg, mas apenas 113 kg são Sb2S3 que reagiu:
\[\text{Pureza}=\frac{113}{126}\times100\%\approx89,9\%\]
6. Resposta aproximada → 90 %
Dicas
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Calcule a massa molar de Sb₂S₃.
Relacione 1 mol de Sb₂S₃ com 2 mol de Sb.
Compare a massa teórica de Sb₂S₃ com a massa total do minério.
Erros Comuns
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Usar a proporção de mols diretamente como se fosse de massas.
Esquecer de dobrar a massa de Sb (2 mol) ao calcular a relação.
Dividir pela massa total do minério antes de aplicar a estequiometria.
Arredondamentos excessivos que levam a 76 % ou 69 %.
Revisão
- Estequiometria massa-massa: usa a proporção molar da equação balanceada e massas molares para relacionar massas de reagentes e produtos.
- Massa molar: soma das massas atômicas dos elementos na fórmula química.
- Grau de pureza: porcentagem de material desejado presente em uma amostra impura, calculado por (massa pura ÷ massa total) × 100 %.
- Rendimento de reação: se 100 %, toda a quantidade pura reage, simplificando o cálculo.
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