Uma unidade-piloto de tratamento de efluente testa a precipitação de carbonato de cálcio para recuperar um…

Questão

Uma unidade-piloto de tratamento de efluente testa a precipitação de carbonato de cálcio para recuperar um sólido. A reação é CaCl2 + Na2CO3 -> CaCO3 + 2 NaCl. Em duas bateladas, foram usadas as quantidades abaixo: Batelada A: 11,1 g de CaCl2 e 15,9 g de Na2CO3. Batelada B: 22,2 g de CaCl2 e 10,6 g de Na2CO3. Considere massas molares de 111 g/mol para CaCl2, 106 g/mol para Na2CO3 e 100 g/mol para CaCO3. Suponha que a reação seja completa e que não haja perdas de material. Um técnico afirma que a batelada com maior massa total de reagentes necessariamente produzirá mais CaCO3. Analise essa afirmação comparando as duas bateladas: identifique o reagente limitante e o reagente em excesso em cada uma, calcule a massa teórica de CaCO3 formada em cada caso e conclua se a afirmação é sustentada pelos dados.

✍️ Questão dissertativa: veja abaixo a resposta esperada e a explicação.

Resposta esperada

A equação balanceada mostra uma proporção molar de 1:1 entre CaCl2 e Na2CO3 e de 1:1 entre cada reagente e CaCO3. Na batelada A, n(CaCl2) = 11,1/111 = 0,100 mol e n(Na2CO3) = 15,9/106 = 0,150 mol. Portanto, CaCl2 é o reagente limitante e Na2CO3 está em excesso. Formam-se teoricamente 0,100 mol de CaCO3, isto é, 10,0 g. Na batelada B, n(CaCl2) = 22,2/111 = 0,200 mol e n(Na2CO3) = 10,6/106 = 0,100 mol. Portanto, Na2CO3 é o reagente limitante e CaCl2 está em excesso. Formam-se teoricamente 0,100 mol de CaCO3, isto é, 10,0 g. A afirmação do técnico não é sustentada: embora a batelada B tenha maior massa total de reagentes, as duas formam a mesma massa teórica de CaCO3. Em cada caso, a quantidade do reagente limitante determina a quantidade máxima de produto.

Explicação

A proporção 1:1 da equação exige comparar os mols disponíveis, não as massas totais. Em ambas as bateladas, o limitante fornece 0,100 mol e, por isso, permite formar 10,0 g de CaCO3.

Raio-X da questão

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