UFRGS BIO QUIM GEO 2014
O dióxido de enxofre lançado na atmosfera pode provocar sérios prejuízos ambientais. Para minimizar esses efeitos, pode-se realizar o tratamento das emissões de chaminés que liberam SO2 com uma pasta úmida de calcário, em presença de um oxidante.
Essa pasta de calcário, em contato com o SO2, produz a reação abaixo já ajustada.
SO2(g) + 1/2 O2(g) + CaCO3(s) → CaSO4(s) + CO2 (g)
Considere que a chaminé de uma determinada indústria emite 160 kg de SO2 ao dia. Qual a massa diária de carbonato de cálcio necessária para consumir essa quantidade de SO2?
40 kg.
50 kg.
100 kg.
150 kg.
250 kg.
Resolução
1. Dados do enunciado
- Massa de \(\text{SO}_2\) emitida por dia: 160 kg.
- Equação já balanceada: \(\text{SO}_2(g)+\tfrac12\,\text{O}_2(g)+\text{CaCO}_3(s)\;\to\;\text{CaSO}_4(s)+\text{CO}_2(g)\)
2. Relação estequiométrica
A equação mostra que 1 mol de \(\text{SO}_2\) reage com 1 mol de \(\text{CaCO}_3\).
3. Cálculo das massas molares
- \(M_{\text{SO}_2}=32\,(\text S)+2\times16\,(\text O)=64\;\text{g·mol}^{-1}\)
- \(M_{\text{CaCO}_3}=40\,(\text{Ca})+12\,(\text C)+3\times16\,(\text O)=100\;\text{g·mol}^{-1}\)
4. Conversão da massa de \(\text{SO}_2\) em mols
\[ n_{\text{SO}_2}=\frac{m}{M}=\frac{160\,\text{kg}\times1000\,\text{g·kg}^{-1}}{64\,\text{g·mol}^{-1}}=\frac{160\,000}{64}=2\,500\;\text{mol} \]
5. Determinação da quantidade de \(\text{CaCO}_3\)
Como a proporção é 1 mol : 1 mol, são necessários 2 500 mol de \(\text{CaCO}_3\).
\[ m_{\text{CaCO}_3}=n\times M=2\,500\;\text{mol}\times100\;\text{g·mol}^{-1}=250\,000\;\text{g}=250\;\text{kg} \]
Resposta: devem-se usar 250 kg de carbonato de cálcio por dia (alternativa E).
Dicas
Erros Comuns
Conceitos-chave
- Estequiometria: usa a proporção dos coeficientes na equação balanceada para relacionar quantidades de reagentes e produtos.
- Massa molar (M): soma das massas atômicas de todos os átomos na fórmula da substância; unidade g·mol−1.
- Conversão massa ↔ mol: \(n=\dfrac{m}{M}\).
- Desulfurização dos gases de combustão: tratamento de \(\text{SO}_2\) com calcário (\(\text{CaCO}_3\)) para formar gesso (\(\text{CaSO}_4\)).
