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Questão de rendimento

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Mensagem por Iuri Braz de Oliveira Qua 15 Fev 2012, 11:13

(UFES-ES) A equação 2NaCl + MnO2 + 2H2SO4 ---> Na2SO4 + MnSO4 + Cl2 + 2H2O representa a reação que se passa para obtermos o cloro. Considerando que ela teve um rendimento de 85%, que foi realizada na temperatura de 27º e a uma pressão de 1,5 atm, e que utilizamos 500 g de sal, o volume de cloro obtido, em litros, é:
a) 59,6
b) 82,5
c) 119,2
d) 280,5
e) 1650,0

Gabarito: letra "a".
Comentário:
Eu cheguei a um resultado diferente do gabarito, tive como resultado a letra "b" e não a "a". Vejam os cálculos:
Rendimento de 85 % ou 0,85, portanto:
58,5 g de NaCl________71.0,85 g de Cl2
500 g de NaCl_________ x g de Cl2
x = 515,81 g de Cl2 (aproximadamente)

n = m/M
n = 515,81/71
n = 7,26 mols de Cl2 (aproximadamente)

PV = nRT
1,5V = 7,26.0,082.300
V = 119,2 L de Cl2 (aproximadamente)

Eu pesquisei essa questão na internet e achei uma resposta que está de acordo com o gabarito do livro; mas, o autor da postagem diz que a resposta certa é a letra "b" e não a "a" como diz o gabarito do livro. Aí estão os cálculos que eu achei na internet (entre aspas):
"A massa molar do NaCl é +/- 58,5. E como temos 500 g dele, então temos 8,5 +/- mols de NaCL. Segundo a reação, são precisos 2 mols de NaCl para a produção de 1 mol de Cl2.

Então a produção de Cl2 é de 4,25 mol, contudo o rendimento n eh 100%, então a produção é de mais ou menos 3,6 mols de Cl2.

Agora é só fazer Clayperon:

PV=nRT
1,5 * V = 3,6*0,082*300

V= 88,56 / 1,5 = 59 (arredondado)"

Diante disso, eu quero saber o seguinte:
1. Qual gabarito está certo e, consequentemente, qual cálculo (o meu ou o que eu encontrei)?
2. Se eu estiver errado, onde está o meu erro? :scratch:




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Mensagem por [Planck]³ Qua 15 Fev 2012, 12:55

Olá Iuri,

seu erro está quando vc vai calcular a massa de cloro no início da sua resolução:

Rendimento de 85 % ou 0,85, portanto:
58,5 g de NaCl________71.0,85 g de Cl2
500 g de NaCl_________ x g de Cl2
x = 515,81 g de Cl2 (aproximadamente)


A massa de cloro não é 71.0,85=60,35 e sim a metade disso, ou seja, 30,175 gramas de cloro (devido a proporção estequiométrica). No caso, ao final das contas, a massa de cloro seria de 258 gramas (aproximadamente).

Logo, o número de mols seria sim de 3,6 mols (M=258/71) de cloro com rendimento de 85%.

O que está me deixando encucado é que se eu fizer por Clayperon vai dar:

1,5.V/3,6.300=0,082 => V=59,4 litros <----- Alternativa A

Porém, se eu fizer por proporção dará o seguinte volume:

22,4 litros ------- 1 mol de Cl2
x litros ----------- 3,6 mols de Cl2

x=82,5 (aproximadamente) <------ Alternativa B

Cheguei a um impasse. :scratch:

Fiz de duas formas diferentes seguindo o mesmo enbasamento lógico e deu duas respostas diferentes.


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Mensagem por Iuri Braz de Oliveira Qua 15 Fev 2012, 13:20

Valeu, obrigado [Planck]³. Eu estava errando na massa de NaCl colocando 58,5 g em vez de 117 g. Agora, a regra de três que você fez está incorreta por um detalhe: os 3,6 mols de Cl2 não ocupam 82,5 L porque não estão nas CNTP, eles estão nas condições de 1,5 atm e 300 K e é por isso que eles ocupam pouco mais de 59 L. Obrigado pela ajuda. Os cálculos corretos estão aí:

117 g de NaCl________71.0,85 g de Cl2
500 g de NaCl_________ x g de Cl2
x = 258 g de Cl2 (aproximadamente)

n = m/M
n = 258/71
n = 3,63 mols de Cl2 (aproximadamente)

PV = nRT
1,5V = 3,63.0,082.300
V = 59,6 L de Cl2 (aproximadamente)
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Mensagem por [Planck]³ Qua 15 Fev 2012, 13:27

É verdade, eu tinha desconsiderado a CATP (25ºC e 1 atm) !!! De nada e Obrigado. rsrsrrs Razz

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