Question

A obtenção industrial do ácido clorídrico empregada atualmente pela grande maioria das indústrias químicas estendese a quatro processos principais: síntese direta; via subprodutos da cloração de compostos orgânicos; pelo método de Mannheim e através de reações do tipo Hargreaves. No processo industrial de síntese direta, o ácido clorídrico é obtido pela combustão do hidrogênio na presença de cloro. Cl2 (g) + H2 (g)  2 HCl (g) A pureza do ácido depende da pureza do hidrogênio e do cloro utilizados no processo. Considerando o processo de síntese direta de obtenção do HCl e partindo-se de 500 kg de gás cloro, e admitindo-se um rendimento de 80%, a massa de HCl obtida será de: (Dados: Massas Molares (g/mol) – Cl = 35,5; H = 1,0)

Answer 1

Olá!

Primeiro pegamos a equação balanceada e analisamos a proporção estequiométrica da mesma, vejamos:

$\underbrace{Cl_2}_{1\:mol} (g) + H_2 (g) \Longrightarrow \underbrace{2\:HCl}_{2\:mol}\:(g)$

Sabendo que:
500 kg → 500000 g ou 5*10^5 g
MM (Massa Molar) de Cl2 = 2*35,46 = 70,92 ≈ 71 g/mol
MM (Massa Molar) de HCl = 1+35,46 = 36,46 g/mol

Calculemos seu rendimento teórico, vejamos:

1 mol de 71 g de Cl2 --------------------- 2 mol de 36,46 g de HCl
500000 g de Cl2 --------------------------- y

$\dfrac{1*71}{5*10^5} = \dfrac{2*36,46}{y}$

$\dfrac{71}{5*10^5} = \dfrac{72,92}{y}$

usando o valor aproximado:  ≈ 73

$\dfrac{71}{5*10^5} = \dfrac{73}{y}$

multiplique os meios pelos extremos

$71*y = 73*5*10^5$

$71y = 364,6*10^5$

$y = \dfrac{365*10^5}{71}$

$\boxed{y \approx 5,14*10^5\:g}$

Como já encontramos o rendimento teórico $5,14*10^5\:g\:de\:Cl_2\:(ou\:seja\:100\%)$
Se a pergunta diz que o rendimento é de 80%, logo, massa de HCl obtida será de:

5,14*10^5 -------- 100%
y -------------------- 80\%

$\dfrac{5,14*10^5}{y} = \dfrac{100}{80}$

multiplique os meios pelos extremos

$100*y = 80*5,14*10^5$

$100y = 41120000$

$y = \dfrac{411200\diagup\!\!\!\!0\diagup\!\!\!\!0}{1\diagup\!\!\!\!0\diagup\!\!\!\!0}$

$y = 411200\:g\:de\:HCl \to \boxed{\boxed{\:y = 411,2\:Kg\:de\:HCl}}\end{array}}\qquad\checkmark$

Resposta: Teremos cerca de 411 Kg de HCl