6. (Pucpr 2016) “O ácido Sulfúrico é tido como um indicador da economia de um país, pois é o produto químico mais utilizado pela indústria. Sua aplicação tem larga escala, desde em fertilizantes e baterias de automóveis, até no refino do petróleo. É extremamente solúvel em água, porém, isto deve ser feito com muita cautela, pois seus vapores são liberados agressivamente”. Uma das maneiras de produzi-lo é através das reações com oxigênio, o qual ocupa uma fração de 21% aproximadamente, no ar atmosférico. A partir das informações fornecidas e utilizando as reações não balanceadas apresentadas a seguir, referentes às etapas de produção de ácido sulfúrico. Assinale a alternativa CORRETA. a) Para produzir 40g de ácido sulfúrico, são necessárias 17g de enxofre. b) Devemos colocar cuidadosamente a água no ácido, pois seus vapores são liberados, podendo causar queimaduras graves no corpo do manuseador. c) O volume de ar que conterá O2(g) suficiente para combustão completa de 50g de enxofre será de aproximadamente 253ℓ. d) O ácido sulfúrico também pode ser denominado anidrido sulfuroso. e) Para se obter 1,2 x 1021 moléculas de ácido sulfúrico, há necessidade de 3 x 10-4 mol de dióxido de enxofre.
Soluções para a tarefa
Resposta: C
Explicação passo-a-passo:
Depois de muito sofrer e perder tempo nessa questão, descobri que estava errando por utilizar apenas as equações parciais fornecidas. Para chegar na resposta, é preciso encontrar a equação global, balanceá-la e então, com as devidas proporções molares, partir para os cálculos.
Então, antes de mais nada:
-Equações parciais:
1) S8 + O2 <> SO2
2) SO2 + O2 <> SO3
3) SO3 + H20 <> H2SO4
-Equação Global (não balanceada), obtida somando as parciais:
S8 + 2 O2 + H20 <> H2SO4
-Equação Global (balanceada):
1 S8 + 12 O2 + 8 H2O <> 8 H2SO4
Assim:
A) Errada.
H2SO4 > 98g ---- 1mol x = 0,408 mol
40g ---- x
Pela equação global, 1 mol de S8 gera 8 mol de H2SO4
S8 > 256g ---- 1mol x = 13,06 g de enxofre
x ---- 0,408/8
B) Errada.
O Ácido é colocado na água, e não o contrário
C) Correta.
S8 > 256g ---- 1mol x = 0,1953125 mol
50g ---- x
A proporção entre o S8 e o O2 é 1:12, portanto, a reação consumirá 0,1953125*12 mol de O2 = 2,34375 mol O2
Volume Molar na CNTP: 22,71 L ---- 1mol x = 53,2265625 L
x ---- 2,34375mol
No entanto, o oxigênio compõe apenas 21% do Ar atmosférico
21% ---- 53,23 L
100% ---- x
x = 253 L
D) Errada.
Anidridos são ácidos que perderam uma molécula de H2O, assim, ao desidratar o H2SO4, obteríamos o SO3, ou Anidrido Sulfúrico. O Anidrido Sulfuroso (SO2) seria o resultado da desidratação do Ácido Sulfuroso (H2SO3)
E) Errada.
Constante de Avogrado > 6x10²³ moléculas --- 1 mol
1,2x10²¹ moléculas --- x
x = 2x10⁻³ mol H2SO4
Somando e balanceando as equações parciais 2 e 3, chegamos a seguinte equação:
2 SO2 + O2 + 2 H20 <> 2 H2SO4
Assim, a proporção entre SO2 e H2SO4 é 1:1, e serão necessários também 2x10⁻³ mol de SO2