Question

Numa reação de neutralização, 20,0 g de ácido sulfúrico são adicionados a 7,40 g de hidróxido de cálcio. H2SO4 + Ca(OH)2 ↔ CaSO4 + 2 H2O a) Qual o reagente em excesso? b) Qual a massa de reagente que irá sobrar no processo? c) Qual a massa de sulfato de cálcio CaSO4, produzida sabendo que o rendimento é de 73%?

Answer 1

Resposta: Considerando que a massa de 20 g de ácido sulfúrico foi adicionada a 7,4 g de Ca(OH)2, havendo uma neutralização total de acordo com a reação H2SO4 + Ca(OH)2 → CasO4 + 2 H2O temos que:

a) O reagente em excesso é o ácido sulfúrico H2SO4

b) A massa do reagente que irá sobrar é 10,2 g de H2sO4

c) A massa de sulfato de cálcio produzida com um rendimento de 73% é de 9,9 g

Explicação:

A reação dada já está ajustada é H2SO4 + Ca(OH)2 → CasO4 + 2 H2O

Cálculo das massas molares dos reagentes e CaSO4 a partir das massas atômicas

H = 1 u; S = 32 u; O = 16 u e Ca = 40 u

H2SO4 = 2 x 1 + 1 x 32 +4 x 16 = 98 g/mol

Ca(OH)2 = 1 x 40 + 2 x 16 + 2 x 1 = 74 g/mol

CaSO4 = 1 x 40 + 1 x 32 + 4 x 16 = 136 g/mol

Razão teórica entre os reagentes

H2SO4 / Ca(OH)2 = 98 / 74 = 1,32 g de H2SO4 / 1 g de Ca(OH)2

Razão efetivamente utilizada

H2SO4 / Ca(OH)2 = 20 / 7,4 = 2,70 g de H2SO4 / 1 g de Ca(OH)2

a) Identificação do reagente em excesso

Comparando as duas razões anteriormente estabelecidas verificamos que para cada grama de Ca(OH)2 reagido estamos usando efetivamente uma quantidade maior de ácido em relação à teórica (2,70 g ácido/1 g de Ca(OH)2)

Assim, o reagente em excesso é o H2SO4 – ácido sulfúrico

b) Cálculo da massa do reagente em excesso

Vamos calcular qual seria a massa de ácido para reagir com 7,4 g de Ca(OH)2

98 g de H2SO4 ======74 g de Ca(OH)2

m                                 7,4 g

m = 9,8 g de H2SO4

O excesso de ácido portanto é: 20 – 9,8 = 10,2 g de H2SO4

c) Cálculo da massa de CaSO4 formada considerando o rendimento de 73%

Inicialmente calculemos a massa de CaSO4 com um rendimento de 100%, usando a quantidade utilizada do reagente que não está em excesso (reagente limite ou limitante – Ca(OH)2)

Ca(OH)2 =======CaSO4

74 g                     136 g

7,4 g                     m(100%)

m(100%) = (7,4 x 136) / 74 = 13,6 g de CaSO4

massa de CaSO4 formada considerando o rendimento de 73%

13,6 g de CaSO4 ========100%

m =================== 73%

m = 73 x 13,6 / 100 = 9,9 g

A massa de CaSO4 formada considerando um rendimento de 73% é 9,9 g