Questão 3

IME 2010

Química

(IME - 2010/2011 - 2ª fase)

Podemos obter nitrato cúprico reagindo cobre tanto com ácido nítrico diluído quanto com ácido nítrico concentrado. As equações não balanceadas são:

Cu(s) + HNO₃ (dil.) Cu(NO₃)₂(aq) + H₂O + NO

Cu(s) + HNO₃ (conc.) Cu(NO₃)₂(aq) + H₂O + NO₂

Para obter nitrato cúprico a partir dde 12 kg de cobre, pergunta-se

a) Qual dos dois processos é o mais econômico em termos de consumo de HNO₃?

b) Qual a economia, em kg de HNO₃, pela escolha conveniente do processo?

Gabarito:

Resolução:

Reações balanceadas:

3Cu(s) + 8HNO₃ (dil.) 3Cu(NO₃)₂(aq) + 4H₂O + 2NO

Cu(s) + 4HNO₃ (conc.) Cu(NO₃)₂(aq) + 2H₂O + 2NO₂

$egin{matrix} (I)&Cu_{(s)} &+ &HNO_{3 (dil.)}& ightarrow Cu(NO_3)_{2(aq)} + H_2O + NO \3cdot 63,5&&&8cdot 63\20cdot 10^3&&&xend{matrix}$

$frac{3cdot 63,5}{20cdot 10^3}=frac{8cdot 63}{x}$

$x=frac{8cdot 63cdot 20cdot 10^3}{3cdot 63,5}$

$x=52,91cdot 10^3g;de;HNO_{3(dil.)}$

$egin{matrix} (II)&Cu_{(s)} &+& 4HNO_{3 (conc.)}& ightarrow Cu(NO_3)_{2(aq)} + 2H_2O + 2NO_2\&63,5&&4cdot 63\&20cdot 10^3&&y end{matrix}$

$frac{63,5}{20cdot 10^3}=frac{4cdot 63}{y}$

$y=frac{4cdot 63cdot 20cdot 10^3}{63,5}$

$y=79,37cdot 10^3g;de;HNO_{3(conc.)}$

Portanto o primeiro processo é o mais econômico.

b) A economia pode ser vista pela diferença em massa de utilizar o HNO₃ diluído e concentrado:

$Econom. =m;HNO_{3(conc.)}-m;HNO_{3(dil.)}$

$Econom. =79,37cdot 10^3-52,91cdot 10^3=26,46cdot 10^3g=26,46;kg$

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