domingo, 9 de julho de 2017

CÁLCULOS ENEM 07

(ENEM 2015) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. 
Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas:

1a reação: 2 ZnS + 3 O2  => 2 ZnO  +  2 SO2

2a reação: ZnO + CO => Zn  +  CO2

Considere as massas molares: ZnS (97g/mol); O2 (32g/mol); ZnO (81g/mol);
SO2 (64g/mol); CO (28g/mol); CO2 (44g/mol); e Zn (65g/mol).

Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfarelita.

a) 25         b) 33          c) 40          d) 50           e) 54

Teoria para reações consecutivas: nestas situações é possível estabelecer relações quantitativas entre os participantes da primeira reação com os participantes da segunda e assim por diante se houver mais reações. Para isto basta compatibilizar os coeficientes das equações encadeadas. A compatibilização de coeficientes consiste em igualar o número de moléculas produzidas de uma substância em uma etapa com o número de moléculas consumidas desta mesma substância na etapa seguinte.

No exemplo acima, isto significa que as duas moléculas de ZnO obtidas na primeira reação devem ser totalmente consumidas na reação seguinte: para isto duplica-se seu coeficiente na segunda reação ( para manter a proporção, os coeficientes dos demais também será duplicado), resultando:

1a reação:  2 ZnS + 3 O2  => 2 ZnO  +  2 SO2

2a reação: 2 ZnO + 2 CO => 2 Zn  +  2 CO2

Assim, por exemplo, ao relacionar-se a massa da esfarelita (ZnS) que deve ser consumida na primeira equação com a massa de zinco metálico que será obtida na segunda, esta relação corresponderá aos coeficientes (já compatibilizados) expressos em número de mols. Ou seja, para 2 mols de esfarelita (ZnS) consumidos, produz-se na reação seguinte 2 mols de zinco metálico.

Massa de esfarelita consumida: 2 ZnS = 2[(1x65) + (1x32)] = 194g = 0,194 Kg

Massa de zinco metálico produzido: 2 Zn = 2(1x65) = 130g = 0,130 Kg

RESOLUÇÃO POR ANÁLISE DIMENSIONAL

Legenda: esfarelita = esf




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