Question

1) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco (Zn), que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfarelita (ZnS). A equação química é mostrada a seguir:

2ZnS + 3O2 + CO→ZnO + Zn +2SO2 +CO2

a) Considere que a conversão do minério esfarelita em Zinco tem um rendimento de 80%.Utilizando-se 350g de esfarelita qual a massa de Zn produzida?

b) Considerando que o minério esfarelita possui 75% de pureza, utilizando-se 750g desse minério,qual a massa de ZnO formada?

Answer 1

Após realizar os cálculos estequiometricos, concluiu-se que:

◾ A) a massa de zinco, com rendimento de 80%, é de 93,99 g;

◾ B) a massa de ZnO formada é 235,04 g, quando a esfarelita possui 75% de pureza.

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A) Vamos fazer o cálculo estequiométrico com rendimento de 100% e no final vemos quanto é com 80% de rendimento.

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Massa molar da esfarelita ZnS:

$Zn:~65,38u~\times~1~\acute{a}tomo~=~65,38u$

$S:~=~32u~\times~1~\acute{a}tomo~=~32u$

$MM~=~65,38u~+~32u~=~97,38u~=~\bf{97,38~g/mol}$

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Massa molar do zinco Zn:

$Zn:~65,38u~=~\bf{65,38~g/mol}$

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Pelas massas molares temos que:

1 mol de ZnS = 97,38 g

1 mol de Zn = 65,38 g

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Como na reação tem 2 mols de ZnS para 1 mol de Zn, iremos utilizar a seguinte relação:

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   ZnS                               Zn

$2~\times~97,38~g$ --------------- $65,38~g$

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Utilizando-se a massa de 350 g de esfarelita, então qual será a massa de zinco produzida?

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   ZnS                               Zn

$2~\times~97,38~g$ --------------- $65,38~g$

           $350~g$ ---------------  $x$

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$x~=~\dfrac{65,38~g~\times~350~g}{2~\times~97,38~g}~=~\bf{117,49~g}$

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Rendimento de 80%:

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Massa Zn                 %

$117,49~g$ --------------- 100

          $x$ --------------- 80

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$x~=~\dfrac{80~\times~117,49~g}{100}~=~\underline{\boxed{\bf{93,99~g}}}$

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➯ Assim, a massa de zinco, com rendimento de 80%, é de 93,99 g.

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B) Se ele tem 75% de pureza, então apenas 75% vão reagir:

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$750~g$ --------------- 100%

     $y$ --------------- 75%

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$x~=~\dfrac{75\%~\times~750~g}{100}~=~\underline{\boxed{\bf{562,5~g}}}$

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Massa molar do ZnO:

$Zn:~65,38u~\times~1~\acute{a}tomo~=~65,38u$

$O:~16u~\times~1~\acute{a}tomo~=~16u$

$MM~=~65,38u~+~16u~=~81,38u~=~\bf{81,38~g/mol}$

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1 mol de ZnO = 81,38 g

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Como na reação tem 2 mols de ZnS e 1 mol de ZnO, iremos utilizar a seguinte relação:

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   ZnS                               ZnO

$2~\times~97,38~g$ --------------- $81,38~g$

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Apenas 562,5 g de ZnS (75% de pureza) vai participar da reação:

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   ZnS                              ZnO

$2~\times~97,38~g$ --------------- $81,38~g$

           $562,5~g$ ---------------  $x$

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$x~=~\dfrac{81,38~g~\times~562,5~g}{2~\times~97,38~g}~=~\underline{\boxed{\bf{235,04~g}}}$

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➯ Portanto, a massa de ZnO formada é 235,04 g.

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