(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:
Considere as massas molares: ZnS (97 g/mol); O2 (32 g/mol); ZnO (81 g/mol); SO2 (64 g/mol); CO (28 g/mol); CO2 (44 g/mol); e Zn (65 g/mol). Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita?
Quando formos trabalhar com equações a primeira coisa que temos que fazer é balanceá-las.
Nós temos 2 reações em sequência, vamos começar analisando a primeira
No lado esquerdo nós temos 2 ZnS, se em 1 molécula há 1 átomo de Zn, então em 2 mols de sulfeto de zinco temos 2 mols de Zn.
Simples não?!
E pelo mesmo raciocínio temos 2 mols de S.
Na molécula de oxigênio como são 2 átomos de O, em 3 mols são 6 mols de O.
Aplicando a mesma lógica ao óxido de zinco (ZnO), no lado direito, são 2 mols de Zn e O, 2 mols de cada.
Já na molécula de dióxido de enxofre (SO2) há 1 átomo de S logo em 2 mols temos 2 mols de S, porém a quantidade de oxigênio é o dobro de enxofre portanto são 4 mols de O.
As quantidades de Zn, S e O são iguais em ambos os lados
Lado esquerdo
\(
\begin{cases}
2\; mols\; de\; Zn \\
\\
2\; mols\; de\; S \\
\\
6\; mols\; de\; O
\end{cases}
\)
Lado direito
\(
\begin{cases}
2\; mols\; de\; Zn \\
\\
2\; mols\; de\; S \\
\\
6\; mols\; de\; O
\end{cases}
\)
Aplicando o mesmo raciocínio para a segunda equação temos ela balanceada
ZnO +CO → Zn +CO2
(ela já estava balanceada, por isso não precisamos alterar nenhum coeficiente)
O próximo passo quando trabalhamos com reações em cadeia é montar a equação global.
Primeiro nós identificamos a substância comum nos produtos da 1ª reação e nos reagentes da 2ª
depois nós temos que igualar as quantidades de ZnO, basta multiplicar todos os coeficientes da 2ª equação por 2
eliminamos a substância comum
e por fim somamos as duas
2 mols de esfalerita formam 2 de zinco
Foi dado que 1 mol de ZnS tem 97 g e 1 mol de Zn tem 65 g, logo 2 mols de ZnS (194 g) produzem 2 mols de Zn (130 g)
sendo assim 10 Kg de esfarelita fornecem …
porém ela tem 75% de pureza e a reação tem rendimento de 80%, basta multiplicarmos as 10 Kg por 0,75 e 0,8
