Questão 19265
PUC 2016
(Pucpr 2016) A reação do permanganato de potássio com água oxigenada em meio sulfúrico propicia a formação de compostos com aplicações importantes, como fertilizantes, o sulfato de potássio e o sulfato de manganês. A equação química que representa essa reação está apresentada de forma não balanceada a seguir:
KMnO4 + H2SO4 + H2O2 → K2SO4 + MnSO4 + H2O + O2
Considerando uma reação química que ocorra a partir de 1 L de ácido sulfúrico fumegante com 96% de pureza, o volume de gás oxigênio formado, sabendo que o meio reacional apresentava-se com 700 mmHg de pressão e 15 °C, é aproximadamente igual a:
- Considere a densidade do ácido sulfúrico fumegante igual a 1,83 g/cm3.
- Constante universal dos gases perfeitos: 62,3 mmHg•L/mol•K
- H = 1; S = 32; O = 16.
30 L.
460 L.
670 L.
765 L.
800 L.
Gabarito:
765 L.
Resolução:
BALANCEAMENTO:
(Massa molar do H2SO4 = 98 g/mol; massa molar do O2 = 32 g/mol)
1 litro de ácido sulfúrico fumegante é igual a 1000 cm³. Então podemos calcular a massa de ácido sulfúrico fumegante usado:
m = d*V = 1,83 g/cm³ * 1000 cm³ = 1830 g.
Mas apenas 96% dessa massa corresponde a H2SO4 de fato (96% de pureza), então a massa de H2SO4 que reage de fato é: m = 1830 g * 0,96 = 1756,8 g
Do balanceamento da reação, vemos que para cada 3 mol de H2SO4 que reage, forma-se 5 mol de O2. Sendo assim, temos a regra de três:
3 mol de H2SO4 ------ está para ------ 5 mol de O2, assim como
1756,8/98 mol de H2SO4 ------ está para ------ n
Resolvendo, temos que n 30 mol.
Agora é só usar a lei dos gases para encontrar o volume de O2:
V = nRT/P = 30*62,3*288/700 = 769 L (diferiu um pouco da resposta porque arredondamos n para 30 mol).