sábado, 21 de maio de 2016

CÁLCULO(VÁRIAS REAÇÕES) - 02

02) Deseja-se fabricar 0,5 quilogramas de trinitrotolueno (TNT) a partir do benzeno. Pede-se a massa, em gramas, de benzeno utilizada, admitindo-se que o rendimento total das reações seja de 60%.

Reações de obtenção.

I) 1 C6H6 + CH3Cl => 1 C6HCH3  + HCl

II) 1 
C7H+ 3 HNO=> 1 C6HCH. (NO2)+ 3 H2O

RESOLUÇÃO

Observe que 1 mol de benzeno (C6H6) aparece na reação I, enquanto 1 mol de TNT (C7H5N3O6), esta na reação II.

Verifique que o C7H8 (C6HCH3) aparece na reações I onde foi produzido 1 mol e na reação II onde foi consumido 1 mol também, logo como as quantidades são iguais poderemos fazer a relação direta (1:1) entre o benzeno(C6H6) e o TNT(C7H5N3O6).

Massas envolvidas

C6H6 = (6 .12)  +  (6 .1) = 78 gramas

C7H5N3O6 = (7 .12)  +  (5 .1) + (3 .14) + (6 .16) = 227 gramas

Cálculo da massa do benzeno(C6H6) necessária para produzir 0,5 Kg TNT [C6HCH3 . (NO2)3], lembrando que 1Kg = 1.000gramas.

78g(C6H6) .............  227g(C7H5 N3O6)
x g (C6H6) .............. 500g(C7H5 N3O6)

x = 171,8gramas

Essa é a massa de benzeno necessária para obter 0,5Kg de TNT supondo rendimento de 100%. Para o rendimento prático de 60% vamos, pois, gastar
mais benzeno. O cálculo é feito por regra de três inversa.

171,8g ................  100%
x gramas .............  60%

60% . x = 171,8g . 100%

x = 286,3 gramas

CÁLCULO(VÁRIAS REAÇÕES) - 01

01) Um laboratório de análises químicas foi contratado por uma empresa de mineração para determinar o teor de carbonato de chumbo II presente em uma amostra de um mineral. O químico responsável pela análise tratou, inicialmente, a amostra com uma solução aquosa de ácido nítrico, em um béquer, com o objetivo de transformar o carbonato de chumbo II presente no mineral em nitrato de chumbo II - equação 1.
Em seguida, ele adicionou ao béquer uma solução de ácido sulfúrico em quantidade suficiente para garantir que o nitrato de chumbo II fosse convertido em sulfato de chumbo II insolúvel na água - equação 2.
Por fim, o sulfato de chumbo II obtido como precipitado foi isolado do meio reacional por filtração, seco até a massa constante e pesado.

I) PbCO3(s) + 2HNO3(aq)  => 1Pb(NO3)2(aq) + H2O(l) + CO2(g)

2) 1Pb(NO3)2(aq) + H2SO4(aq) => PbSO4(s) + 2HNO3(aq)

Supondo que uma amostra de 0,79 gramas do mineral tenha produzido 0,84 gramas de sulfato de chumbo II, pode-se concluir que a porcentagem, em massa, de carbonato de chumbo II, na amostra é, em valores arredondados igual a ?

RESOLUÇÃO

Porcentagem em massa: é o quociente entre a massa de carbonato de chumbo II e a massa do mineral.


Precisamos calcular a massa de carbonato de chumbo II.

Observe que a quantidade de nitrato de chumbo II [Pb(NO3)2] formada na primeira etapa é igual a 1 mol e a quantidade consumida na segunda é igual a 1 mol também, logo a relação estequiométrica entre o sulfato de chumbo II e o carbonato de chumbo II é de 1:1, seguindo seus coeficientes estequiométricos.
Poderemos prever então que a massa de 1 mol de carbonato de chumbo II formará a massa correspondente a 1 mol de sulfato de chumbo II.

Cálculo da massa molar das substâncias envolvidas.

Carbonato de chumbo II (PbCO3) = (1 .207)  + (1 .12)  +  (3 .16) = 267 g

Sulfato de chumbo II (PbSO4) = (1 .207)  + (1 .32)  +  (4 .16) = 303 g

Cálculo da massa de carbonato de chumbo II que participou da reação.

(PbCO3) ..............  (PbSO4)

267g ................... 303g
x g ...................... 0,84g

x = 0,74gramas de carbonato de chumbo II é a massa presente em 0,79gramas de mineral.

%, em massa = [0,74g / 0,79g] . 100 = 94%


quarta-feira, 11 de maio de 2016

SOLUBILIDADE - 30

30) A água potável não pode conter mais do que 5,0 x 10-4mg de mercúrio (Hg) dissolvidos por grama de água. Para evitar o inconveniente de usar números tão pequenos, o químico utiliza um recurso matemático, surgindo assim uma nova unidade de concentração: ppm (partes por milhão).

ppm: é igual a massa de soluto em mg dividida pela massa do solvente em kg.

A quantidade máxima, em ppm, permitida de mercúrio na água potável corresponde a:

O mercúrio é o soluto e precisamos calcular quanto dele poderemos ter por kilograma de água ou por 1000gramas de água.

5,0 . 10-4mg de Hg ........... 1grama de água
x mg de Hg ........................ 1000gramas de água

x = 0,5mg/kg ou 0,5ppm