Question

Quando um composto inorgânico fluoropatita (Ca5(PO4)3F) é colocado na presença do ácido sulfúrico (H2SO4), sulfato de cálcio (CaSO4) e ácido fluorídrico (HF). Veja na equação química não balanceada que representa o processo:

Ca5(PO4)3F + H2SO4 > H3PO4 + CaSO4 + HF
se uma massa de 57g de fluoropatita reagir com 100g de ácido sulfúrico, qual será a massa em gramas do reagente em excesso que sobrará na reação?

Answer 1

Resposta: 44,6 g

Explicação:

Primeiro vamos ao balanceamento usando o macete da ordem de balanceamento "MACHO":

1º Metais

2º Ametais

3º Carbono

4º Hidrogênio

5º Oxigênio

Não temos metais e nem carbono, então vamos igualar primeiro os ametais e depois hidrogênio e oxigênio

Temos 5 átomos de cálcio (Ca) nos reagentes e apenas 1 nos produtos, então vamos multiplicar a molécula de sulfato de cálcio (CaSO4) por 5

Ca₅(PO₄)₃F + H₂SO₄ -→ H₃PO₄ + 5CaSO₄ + HF

Para o potássio (P) temos 3 átomos nos reagentes e apenas 1 nos produtos, então vamos multiplicar a molécula de ácido fosfórico (H₃PO₄) por 3

Ca₅(PO₄)₃F + H₂SO₄ -→ 3H₃PO₄ + 5CaSO₄ + HF

Para o hidrogênio temos, do lado esquerdo, 2 átomos no ácido sulfúrico (H₂SO₄). Já do lado direito temos 9 átomos das 3 moléculas de ácido fosfórico (H₃PO₄) mais 1 átomo na  molécula de ácido fluorídrico (HF), totalizando 10 átomos do lado direito, logo vamos multiplicar a molécula de ácido sulfúrico (H₂SO₄) por 5

Ca₅(PO₄)₃F + 5H₂SO₄ -→ 3H₃PO₄ + 5CaSO₄ + HF  ✓

Pronto! Equação balanceada.

Agora vamos a segunda parte, calcular as massas dos reagentes m₁ e m₂ somando as massa atômicas:

Para 1 mol de fluoropatita (Ca₅(PO₄)₃F)

m₁ = 40 · 5 + 3 · [31 + 16 · 4] + 19

m₁ = 504 g

Para 5 mols de ácido sulfúrico (H₂SO₄)

m₂ = 5 · [2 · 1 + 32 + 16 · 4]

m₂ = 490 g

Podemos ver que a reação é quase de 1 pra 1 em relação as massas dos reagentes, logo sobrará ácido sulfúrico. Por regra de três, a quantia de ácido sulfúrico usada será de:

Ca₅(PO₄)₃F          H₂SO₄

504 g --------------- 490 g

57 g -------------------- x

504x = 57 · 490

x = (57 · 490) / 504

x = 55,42 g

Portanto vão sobrar:

mₐ = 100 – 55,4

mₐ = 44,6 g

Bons estudos! :)