Embora seja um processo antigo, durante muito tempo, a câmara de chumbo foi a forma industrial predominante para a produção de ácido sulfúrico. Nesse processo, o dióxido de enxofre (SO2) entra pela parte inferior de um reator, chamado torre de Glover, onde é lavado e misturado com óxido de nitrogênio (NO) e dióxido de nitrogênio (NO2), formando o trióxido de enxofre (SO3), que, posteriormente, é hidratado para formar o “ácido” de Glover, uma mistura de vários ácidos com predominância do ácido sulfúrico (cerca de 78%). Depois de finalizado o processo, partindo-se de uma quantidade inicial de 50000 L de dióxido de enxofre nas CNTP, qual massa de ácido sulfúrico é produzida?
Dados: Massas molares: H = 1 g/mol, N = 14 g/mol, O = 16 g/mol, S = 32 g/mol; Volume Molar (CNTP) = 22,4 L
a) 170 Kg b) 340 Kg c) 85 Kg d) 680 Kg e) 98 Kg
Soluções para a tarefa
a) 170 kg.
Essa é uma questão que envolve conhecimentos básicos de estequiometria, onde primeiramente devemos conhecer as reações do processo e o balanceamento destas:
Primeira reação:
SO2 + NO2 → SO3 + N
Segunda reação:
SO3 + H2O → H2SO4
Somando as reações, temos então a reação global:
SO2 + NO2 + H2O → NO + H2SO4
Agora sim, podes ver que na reação global balanceada, 1 mol de SO2 reage formando 1 mol de H2SO4, assim a relação molar é de 1:1.
Porém, é dito na questão que o H2SO4 é apenas 78% puro. Então, temos: 1:0,78.
Por meio da relação de volume molar, sabemos que 1 mol de uma substância correspondente a 22,4 L, nas CNTP, então:
MM do H2SO4 = 2.1 + 32 + 4.16 = 98 g/mol
22,4 L de SO2 --------------- 98 g de H2SO4 x 0,78
50000 L de SO2 --------------- x
22,4x = 3822000
x = 3822000/22,4
x = 170,6 kg de H2SO4