Question

Sulfeto de cobre II em ácido nítrico produzem sal, enxofre sólido, água e óxido neutro conforme pode ser observado a partir da equação química não

balanceada: CuS(s) + HNO (aq) → Cu(NO ) (aq) + S(s) + NO(g) + H O(l). Partindo de 1000 g de cada reagente químico, com grau de pureza de 35

%, assinale a alternativa que apresenta, aproximadamente, a massa de sal formada e o volume de óxido nítrico, respectivamente, levando em

consideração as condições normais de temperatura e pressão, e sabendo que o processo possui um rendimento de 88 %.

(Dados: Volume nas CNTP = 24,45 L mol . Massas atômicas: H = 1 u; Cu = 63,5 u; N = 14 u; S = 32 u; O = 16 u)

3 3 2 2

-1

a) Massa = 343,8 g e volume = 30,0 L

b) Massa = 3,44 g e volume = 300,0 L

c) Massa = 343,8 g e volume = 3,00 L

d) Massa = 34,38 g e volume = 30,0 L

e) Massa = 343,8 g e volume = 300,0 L


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Answer 1

Realizando os cálculos encontramos os seguintes resultados:

1) massa de sal formada: 343,7 g

2) volume de óxido nítrico gerado: 29,88 ℓ

Alternativa a)

Dados

m(CuS)= 1000 g

P= 35%

MM(CuS)= 63,5 + 32= 95,5 u ==> mol= 95,5 g

m(HNO₃)= 1000 g

MM(HNO₃)= 1 + 14 + 3*16= 63 u ==> mol= 63 g

MM[Cu(NO₃)₂]= 63,5 + 2*14 + 6*16= 187,5 u ==> mol= 187,5 g

Rend= 88%

Vmolar= 24,45 ℓ

Reação balanceada que ocorre

3 CuS(s) + 8 HNO₃(aq) →  3 Cu(NO₃)₂(aq) + 3 S(s) +  2 NO(g) +  4 H₂O(ℓ)

- cálculo das massas reais dos reagentes

- como o grau de pureza é 35%, em 1000 g dos compostos temos:

$m(CuS)= m(HNO_{3} )=1000~g\times\dfrac{35}{100} \\ \\ m(CuS)= m(HNO_{3} )=350~g$

- pela estequiometria da equação química vemos que 3 moℓ de CuS reage com 8 moℓ de HNO₃, formado 3 moléculas de Cu(NO₃)₂ e 2 moléculas de NO, assim:

- cálculo das massas reais dos compostos que reagem

Regra de três

     3 mol                          8 mol

$3\times95,5~g(CuS)---8\times63~g(HNO_{3} )\\\\ 286,5g(CuS)---504~g(HNO_{3} )$

- como o regente  HNO₃ tem maior massa reagindo, ele é a substância limitante e os cálculos devem ser efetuados a partir dele;

- cálculo da massa teórica de sal formada

     8 mol                       3 mol

$504~g(HNO_{3} )---3\times187,5~g[(Cu(NO_{3})_{2} ]\\ 350~g(HNO_{3} )---~~~~m\\ \\ \\ m=\dfrac{3\times187,5\times350}{504} \\ \\ \\ m=\dfrac{196875}{504} \\ \\ \\ m=390,6~g$

- cálculo da massa real de sal formada

$390,6~g---100\% \\ ~~~~m_1~---~~88\%\\ \\ \\ m_1=\dfrac{390,6\times88}{100} \\ \\ \\ m_1=343,7~g$

- cálculo do volume teórico de óxido gerado

  8 mol               2 mol

$504~g(HNO_{3} )---2\times24,45~\ell(NO)\\ 350~g(HNO_{3} )---~~~~V\\ \\ \\ V=\dfrac{2\times24,45\times350}{504} \\ \\ \\ V=\dfrac{17115}{504} \\ \\ \\ V=33,96~\ell$

- cálculo do volume real do óxido gerado

$33,96\ell---100\% \\ ~~~~V_1~---~~88\%\\ \\ \\ V_1=\dfrac{33,96\times88}{100} \\ \\ \\ V_1=29,88~\ell$

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