Grandes fontes de emissão do gás dióxido de enxofre são as indústrias de extração de cobre e níquel, em decorrência da oxidação dos minérios sulfurados. Para evitar a liberação desses óxidos na atmosfera e a consequente formação da chuva ácida, o gás pode ser lavado, em um processo conhecido como dessulfurização, conforme mostrado na equação (1).
Por sua vez, o sulfito de cálcio formado pode ser oxidado, com o auxílio do ar atmosférico, para a obtenção do sulfato de cálcio, como mostrado na equação (2). Essa etapa é de grande interesse porque o produto da reação, popularmente conhecido como gesso, é utilizado para fins agrícolas.
As massas molares dos elementos carbono, oxigênio, enxofre e cálcio são iguais a 12 g/mol, 16 g/mol, 32 g/mol e 40 g/mol, respectivamente.
BAIRD, C. Química ambiental. Porto Alegre: Bookman, 2002 (adaptado).
Considerando um rendimento de 90% no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de
A) 64.
B) 108.
C) 122.
D) 136.
E) 245.
Resolução em texto
Matérias Necessárias: Estequiometria; Massas molares; Cálculo de rendimento; Reações de sulfatação e oxidação; Interpretação de Equações Químicas.
Nível da Questão: Médio
Gabarito: C (122 g)
Objetivo Geral: calcular a massa de gesso (CaSO4) obtida por mol de SO₂ retido, considerando 90 % de rendimento global.
Passo 1: Análise do Comando e Definição do Objetivo
📌 1.1 Transcrição Essencial
“Considerando um rendimento de 90 % no processo, a massa de gesso obtida, em gramas, por mol de gás retido é mais próxima de”
📌 1.2 O que está sendo pedido?
Determinar quantos gramas de CaSO4 se formam a partir de 1 mol de SO₂ quando o processo não é 100 % eficiente.
📌 1.3 Objetivo Cristalino
Encontrar a massa real de gesso = massa teórica × 0,90.
✔ 1.4 Pergunta de Atenção
Você lembra que, em reações em série, cada etapa pode ter o mesmo fator estequiométrico e que o rendimento global multiplica a massa teórica?
Passo 2: Explicação de Conceitos e Conteúdos Necessários
📌 2.1 Definições e Fórmulas
- Reação 1: CaCO3 + SO2 → CaSO3 + CO2
- Reação 2: 2 CaSO3 + O2 → 2 CaSO4
(na prática, 1 mol de SO₂ gera 1 mol de CaSO4 após oxidação). - Massa molar CaSO4:
Ca 40 g + S 32 g + O4 64 g = 136 g mol⁻¹. - Rendimento: massa real = massa teórica × 0,90 (90 %).
❓✔ 2.2 Possível armadilha
A carbonila (CO₂) não participa da segunda etapa; só o SO₂ convertido em CaSO3 continua até CaSO4.
Passo 3: Tradução e Interpretação do Problema
📌 3.1 Contextualização Simplificada
Cada molécula de SO₂ lavada vira CaSO3 e depois, com ar, transforma-se em gesso. Queremos a massa de gesso por mol de SO₂, lembrando que nem tudo se converte (90 %).
📌 3.2 Estratégia Geral
- Usar a estequiometria para ver a proporção 1 mol SO₂ → 1 mol CaSO4.
- Calcular massa teórica (1 mol × 136 g).
- Aplicar rendimento de 90 %.
Passo 4: Desenvolvimento do Raciocínio e Cálculos
📌 4.1 Passo a Passo Detalhado
Passo A – Relação molar
1 mol SO₂ → 1 mol CaSO4 (da combinação das duas equações).
Passo B – Massa teórica do produto
m teórica = 1 mol × 136 g mol⁻¹ = 136 g.
Passo C – Massa real com rendimento
m real = 136 g × 0,90 = 122,4 g.
📌 4.2 Verificação Intermediária
O valor 122,4 g se aproxima da alternativa 122 g oferecida.
Passo 5: Análise das Alternativas
| Alternativa | Valor (g) | Veredito | Motivo |
|---|---|---|---|
| A | 64 | ❌ | metade da massa molar (não aplica rendimento correto). |
| B | 108 | ❌ | 0,80 × 136 → rendimento errado. |
| C | 122 | ✅ | 0,90 × 136 = 122,4 ≈ 122. |
| D | 136 | ❌ | rendimento 100 %, não considerado. |
| E | 245 | ❌ | sem relação com o cálculo estequiométrico. |
Passo 6: Conclusão e Justificativa Final
📌 6.1 Resumo do Raciocínio
Cada mol de SO₂ gera teoricamente 1 mol de CaSO4 (136 g); com 90 % de eficiência obtém-se cerca de 122 g de gesso.
📌 6.2 Gabarito Reafirmado
C) 122 g
🔍 6.3 Dica Final
Quando a proporção molar é 1:1, basta multiplicar a massa molar do produto pelo rendimento para achar a massa real produzida.
