(ITA - 2005)
Vidro de janela pode ser produzido por uma mistura de óxido de silício, óxido de sódio e óxido de cálcio, nas seguintes proporções (% m/m): 75, 15 e 10, respectivamente. Os óxidos de cálcio e de sódio são provenientes da decomposição térmica de seus respectivos carbonatos. Para produzir 1,00 kg de vidro, quais são as massas de óxido de silício, carbonato de sódio e carbonato de cálcio que devem ser utilizadas, respectivamente?
Dados: massas molares (em g/mol): Na = 23, Ca = 40, O = 16, C = 12
Gabarito:
Resolução:
• Massas de cada um dos óxidos em 1,00kg de vidro:
mSiO2 = mvidro x 0,75 = 1,00 kg x 0,75 = 750g
mNa2O = mvidro x 0,15 = 1,00 kg x 0,15 = 150g
mCaO = mvidro x 0,10 = 1,00 kg x 0,10 = 100g
• Equação da reação de decomposição térmica do carbonato de sódio (Na2CO3), reação utilizada para obter o óxido de sódio (Na2O):
Na2CO3 → Na2O + CO2
- Cálculo das massas molares de Na2CO3 e Na2O:
MMNa2CO3 = 2 MMNa + MMC + 3 MMO
MMNa2CO3 = 2 x 23 g.mol-1 + 12 g.mol-1 + 3 x 16 g.mol-1
MMNa2CO3 = 106 g.mol-1
MMNa2O = 2 MMNa + MMO
MMNa2O = 2 x 23 g.mol-1 + 16 g.mol-1
MMNa2O = 62 g.mol-1
Pela proporção estequiométrica, 1mol de Na2CO3 (106g) forma 1mol de Na2O (62g). Portanto, para formar 150g de Na2O, a massa de Na2CO3 necessária é:
| 106g Na2CO3 | __________ | 62g Na2O |
| mNa2CO3 | __________ | 150g Na2O |
mNa2CO3 = 256,5g
• Equação da reação de decomposição térmica do carbonato de cálcio (CaCO3), reação utilizada para obter o óxido de cálcio (CaO):
CaCO3 → CaO + CO2
- Cálculo das massas molares de Na2CO3 e Na2O:
MMCaCO3 = MMCa + MMC + 3 MMO
MMCaCO3 = 40 g.mol-1 + 12 g.mol-1 + 3 x 16 g.mol-1
MMCaCO3 = 100 g.mol-1
MMCaO = MMCa + MMO
MMCaO = 40 g.mol-1 + 16 g.mol-1
MMCaO = 56 g.mol-1
Pela proporção estequiométrica, 1mol de CaCO3 (100g) forma 1mol de CaO (56g). Portanto, para formar 100g de CaO, a massa de CaCO3 necessária é:
| 100g CaCO3 | __________ | 56g CaO |
| mCaCO3 | __________ | 100g CaO |
mCaO3 = 178,6g