PROBLEMAS ENVOLVENDO REAÇÕES QUÍMICAS CONSECUTIVAS
Quando temos um conjunto de reações consecutivas, devemos reduzir o problema a uma única reação. Desta forma, é imprescindível balancear as equações de forma que se obtenha coeficiente coincidente na substância que funciona simultaneamente como produto de uma dada reação e reagente da reação seguinte.
Exemplo:
01. O ácido nítrico (HNO3) pode ser obtido pelas reações abaixo não balanceadas:
I. NH3 + O2 → NO + H2O
II. NO + O2 → NO2
III. NO2 → N2O4
IV. N2O4 + H2O → HNO2 + HNO3
Qual é a massa de amônia (NH3) consumida na obtenção de 315 g de ácido nítrico?
Dado: massas molares em g · mol–1: NH3 = 17; HNO3 = 63.
Resolução:
Fazendo o balanceamento das equações I, II, III e IV:
Comentário: são substâncias que funcionam simultaneamente como produto de uma reação e reagente da reação seguinte:
De I para II → NO.
De II para III → NO2.
De III para IV → N2O4.
Para transformarmos em um problema de uma única reação, deveremos realizar os seguintes ajustes:
Multiplicar os coeficientes da equação II por (2).
Manter os coeficientes da reação III e IV.
Vamos obter o seguinte resultado:
Proporção molar entre as substâncias envolvidas no problema: 2mol de NH3 → 1 mol de HNO3.
Proporção entre as massas das substâncias envolvidas no problema: 2(17) g de NH3 → 63g de HNO3.
Efetuando os cálculos:
PROBLEMAS ENVOLVENDO SUBSTÂNCIAS IMPURAS (GRAU DE PUREZA)
Os reagentes disponíveis na natureza, na grande maioria dos casos, apresentam substâncias indesejáveis para se executar a reação química desejada.
Podemos, então, esquematizar uma amostra da seguinte forma:
Devemos levar em conta as seguintes quantidades:
Qa → quantidade da amostra analisada → nessa quantidade está incluída partes referentes às impurezas presentes.
Qp → quantidade de substância pura → é uma fração de Qa, é a parte que contém a substância que participa da reação.
Q(imp) → quantidade de impurezas → essa parte é inerte à reação.
P(%) → percentual ou grau de pureza → indica a quantidade percentual que Qp é de Qa.
Exemplo:
01. Uma siderúrgica obteve 5,6t de Ferro a partir de 10t de hematita. Considerando que a hematita apesenta o óxido férrico (Fe2O3) como única substância ferrosa, determine o grau de pureza dessa hematita em termos desse óxido.
Dado: massas molares em g ⋅ mol–1: Fe = 56; Fe2O3 = 160.
Resolução:
A fórmula do óxido férrico, Fe2O3 nos sugere a seguinte proporção molar: 1 mol de Fe2O3 → 2 mol de Fe.
Proporção entre as massas das substâncias envolvidas no problema: 160g de Fe2O3 → 112g de Fe.
Identificação das Quantidades(Q):
Qa=10t de hematita
Qp=?
Efetuando os cálculos:
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