EsPCEx 2008
O carbonato de sódio (Na2CO3) empregado na fabricação de vidro é preparado a partir do carbonato de cálcio (CaCO3) e cloreto de sódio (NaCl), segundo a equação balanceada:
CaCO3 + 2 NaCl → Na2CO3 + CaCl2
Partindo-se de 1250 g de carbonato de cálcio (com grau de pureza de 80%) e 650 g de cloreto de sódio (com grau de pureza de 90%), a massa de carbonato de sódio (Na2CO3) obtida dessa reação, admitindo-se um rendimento da reação de 80%, será de:
Dados
Massas atômicas: C = 12 u; O = 16 u; Na = 23 u; Cl = 35,5 u; Ca = 40 u
585 g
1000 g
424 g
650 g
480 g
Resolução
1. Determinar as massas realmente disponíveis (pureza)
CaCO3: \(1250\,\text{g}\times0{,}80 = 1000\,\text{g}\)
NaCl: \(650\,\text{g}\times0{,}90 = 585\,\text{g}\)
2. Converter massas em quantidade de matéria (mol)
Massa molar CaCO3: \(40+12+3\times16 = 100\,\text{g mol}^{-1}\)
Moles CaCO3: \(\dfrac{1000}{100}=10\,\text{mol}\)
Massa molar NaCl: \(23+35{,}5 = 58{,}5\,\text{g mol}^{-1}\)
Moles NaCl: \(\dfrac{585}{58{,}5}=10\,\text{mol}\)
3. Reagente limitante
Equação: CaCO3 + 2 NaCl ⟶ Na2CO3 + CaCl2
Proporção requerida: 1 mol CaCO3 : 2 mol NaCl.
Para 10 mol CaCO3 seriam necessários 20 mol NaCl, mas só há 10 mol. NaCl é o reagente limitante.
4. Quantidade teórica de produto
2 mol NaCl ⟶ 1 mol Na2CO3
10 mol NaCl ⟶ 5 mol Na2CO3
Massa molar Na2CO3: \(2\times23+12+3\times16 = 106\,\text{g mol}^{-1}\)
Massa teórica: \(5\,\text{mol}\times106\,\text{g mol}^{-1}=530\,\text{g}\)
5. Rendimento de 80 %
\(530\,\text{g}\times0{,}80 = 424\,\text{g}\)
Resposta: 424 g (alternativa C)
Dicas
Erros Comuns
Pureza: reagentes comerciais podem conter impurezas; multiplica-se pela porcentagem para obter a massa útil.
Mols: \(n = \dfrac{m}{M}\).
Reagente limitante: aquele que se esgota primeiro, controlando a quantidade máxima de produto.
Estequiometria: usa a proporção de coeficientes da equação balanceada.
Rendimento: \(m_{\text{real}} = m_{\text{teórico}}\times \text{rendimento}\).
