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Cálculo Estequiométrico – Impurezas

19/09/2016

carbonato-de-calcarioGeralmente, as matérias-primas utilizadas nas indústrias não são totalmente puras. Isso se deve principalmente porque na forma impura essas matérias-primas são mais baratas e também porque elas não são encontrados em sua forma pura na natureza. Portanto, ao realizar os cálculos estequiométricos da quantidade de produto que será formada ou da quantidade de matérias-primas que teremos que usar, temos que levar em consideração o seu grau de pureza. O grau de pureza (p) é dado pela divisão entre a massa da substância pura e a massa total da amostra. Por exemplo, o calcário (Carbonato de Cálcio – CaCO3) é um minério utilizado para se fabricar a cal virgem (Óxido de Cálcio – CaO). No entanto, além do carbonato de cálcio, esse minério geralmente vem acompanhado de outras impurezas em sua constituição, tais como a areia, o carvão e outras substâncias em pouca quantidade. Digamos que em 100 g de calcário, apenas 80 g são de carbonato de cálcio e 20 g são de impurezas, então teremos que o grau de pureza dessa substância será dado por 80%, conforme mostrado abaixo:

p =  80g/100g  x 100 → p = 80%

Isso quer dizer que o grau de pureza dessa amostra de calcário é de 80%:

100 % de pureza ——— 100 g de calcário

x —————– 80 g de carbonato puro

x = 80%

Assim, quando for preciso calcular a massa de produto obtido a partir de suas matérias-primas impuras, temos que primeiro calcular qual é a parte pura da amostra e depois efetuar os cálculos com o valor obtido.

Veja os exemplos:

1º Exemplo

Determinando a quantidade de produto que será formado:

Qual é a massa de óxido de cálcio (CaO) obtida na decomposição de 800 g de calcita, contendo 80% de carbonato de cálcio(CaCO3)?

(Dados: Massas molares: Ca = 40 g/mol, O = 16 g/mol, C = 12 g/mol).

Resolução:

A reação é dada por:

CaCO3 → CaO + CO2

As massas molares são:

MM(CaCO3) = 100 g/mol

MM(CaO) = 56 g/mol

MM (CO2) = 44 g/mol

Descobrindo quanto de carbonato realmente há na amostra que poderá reagir:

100 g de calcita —- 80 g de CaCO3 (porque a pureza é de 80%)

800 g de calcita —- x

x = 640 g de CaCO3

Visto que a proporção estequiométrica na equação química balanceada é de 1:1, temos:

CaCO3    →    CaO    +    CO2

 1 mol            1 mol           1 mol

100 g/mol      56 g/mol     44 g/mol

100 g de CaCO3 ——- 56 g de CaO

640 g de CaCO3 ——- y

y = 358,4 g de CaO serão produzidos.

Veja o vídeo:

 

2º Exemplo

Determinando a quantidade de reagente que precisa ser utilizado:

Se quisermos obter 180 L de CO2, na CNTP, a partir da amostra impura de calcário (com 90% de grau de pureza), qual será a massa do reagente que precisaremos utilizar?

Resolução:

Agora iremos trabalhar com volume. É sabido que em 1 mol sempre há 22,4 L nas CNTP (Condições Normais de Temperatura e Pressão). Assim, temos:

CaCO3    →    CaO    +    CO2

 1 mol            1 mol        1 mol

100 g/mol    56 g/mol   44 g/mol

100 g de CaCO——- 22,4 L de CO2

w ———– 180  L de CO2

w = 803,57 g de CaCO3

No entanto, esse valor está considerando uma amostra pura. Vamos realizar, então, um cálculo para encontrar a massa do calcário impuro:

100 g de calcário impuro ——– 90 g de CaCO3

k ——— 803,57g de CaCO3

k = 892, 85 g de calcário impuro.

Veja o vídeo:

 

Fonte original dos vídeos:

Prof. Paulo Valim

Química em Ação

Evandro Trindade

Administrador do Quimicando, formado em Técnico em Química e esta cursando Analise e Desenvolvimento de Sistemas, um grande admirador por analises químicas e métodos analíticos, hoje também por programação, design e desenvolvimento web.

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