Questão 15

ESPCEX 2010

Química

(EsPCEx - 2010)

A fabricação industrial do ácido sulfúrico envolve três etapas reacionais consecutivas que estão representadas abaixo pelas equações não balanceadas:

Etapa I: S_8(s) + O_2(g) → SO_2(g)

Etapa II: SO_2(g) + O_2(g) → SO_3(g)

Etapa III: SO_3(g) + H₂O_(l) → H₂SO₄_(aq)

Considerando as etapas citadas e admitindo que o rendimento de cada etapa da obtenção do ácido sulfúrico por esse método é de 100%, então a massa de enxofre (S_8(s)) necessária para produzir 49 g de ácido sulfúrico (H₂SO_4(aq)) é:

Dados:

Massas atômicas
H	S	O
1u	32u	16u

20,0 g

18,5 g

16,0 g

12,8 g

32,0 g

Gabarito:

16,0 g

Resolução:

Balanceando as reações:

$left{egin{matrix} S_8+8O_2 ightarrow 8SO_2\SO_2+frac{1}{2}O_2 ightarrow SO_3 \SO_3+H_2O ightarrow H_2SO_4 end{matrix} ight.$

Multiplicando as duas últimas reações por 8:

$left{egin{matrix} S_8+8O_2 ightarrow 8SO_2 \ 8SO_2+4O_2 ightarrow 8SO_3 \8SO_3+8H_2O ightarrow 8H_2SO_4 end{matrix} ight.$

Agora, somando todas as reações:

$underline{left{egin{matrix} S_8+8O_2 ightarrow 8SO_2 \ 8SO_2+4O_2 ightarrow 8SO_3 \8SO_3+8H_2O ightarrow 8H_2SO_4 end{matrix} ight.}+\$

$S_8+12O_2+8H_2O ightarrow 8H_2SO_4$

Então, percebemos que a cada mol de $S_8$ são produzidos 8 mol de $H_2SO_4$ . Logo, temos:

$egin{matrix} S_8cdotscdotscdots 8H_2SO_4\ 32*8,gcdotscdots8*(98),g\ mcdotscdotscdots49,g end{matrix}$

Resolvendo a regra de três:

$m=frac{32cdot8cdot49}{8cdot98} ightarrow m=frac{32}{2} herefore m=16g$

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