(SSA1 2016)
A fabricação de determinadas moedas exige o uso de níquel com elevada pureza. Para obtê-lo, pode-se utilizar o processo Mond. Desenvolvido por Ludwig Mond, em 1899, consiste inicialmente no aquecimento do óxido de níquel, produzindo níquel metálico, que deve ser purificado. Numa segunda etapa, o níquel impuro é colocado em uma atmosfera de monóxido de carbono, a uma temperatura de cerca de 50 C e pressão de 1 atm, formando um composto volátil e altamente inflamável, chamado tetracarbonilníquel, de acordo com a equação química:
Ni(s, impuro) +4 CO(g) → Ni(CO)4(g)
As impurezas permanecem em estado sólido, e o níquel pode ser recuperado, posteriormente, pela decomposição desse gás, que ocorre a 240 C. Uma fábrica produz 314 kg de moedas de níquel puro por semana, a partir de 400 kg de níquel impuro. Qual a massa aproximada de monóxido de carbono, usada semanalmente, por essa fábrica?
A reação
Ni(imp) +4 CO → Ni(CO)4
ilustra a segunda parte do processo.
Quando formos trabalhar com equações a primeira coisa que temos que fazer é balanceá-la.
Para as substâncias que não tem o número estequiométrico nós consideramos 1 mol
1 Ni(imp) +4 CO → 1 Ni(CO)4
No lado esquerdo temos 1 mol de Ni
1 Ni(imp) +4 CO → 1 Ni(CO)4
4 mols de CO
1 Ni(imp) +4 CO→ 1 Ni(CO)4
se em 1 molécula de CO há 1 átomo de C, então em 4 mol de monóxido nós temos 2 mols de C.
Simples não?!
E pelo mesmo raciocínio temos 4 mols de O
\(
\begin{cases}
1\; mol\; de\; Ni \\
\\
4\; mols\; de\; C \\
\\
4\; mols\; de\; O
\end{cases}
\)
Agora vejamos o lado direito.
1 mol de Ni
1 Ni(imp) +4 CO → 1 Ni(CO)4
4 mols de C
e 4 mols de O
As quantidades de Ni nos lados esquerdo e direito são iguais.
O mesmo vale para C e O
Lado esquerdo
\(
\begin{cases}
1\; mol\; de\; Ni \\
\\
4\; mols\; de\; C \\
\\
4\; mols\; de\; O
\end{cases}
\)
Lado direito
\(
\begin{cases}
1\; mol\; de\; Ni \\
\\
4\; mols\; de\; C \\
\\
4\; mols\; de\; O
\end{cases}
\)
Equação balanceada podemos prosseguir e vamos seguir com uma pergunta. x gramas de CO produzem y gramas de Ni
quais os valores de x e y?
Nós sabemos que em 4 mols de CO temos 4 mols de C. A questão deu que 1 mol de C tem 12 g, então 4 pesam 48.
Temos também 4 mols de O, cada um com 16 g o que dá 64 g, somando tudo dá 112 g.
Segundo a questão a fábrica produz 314 kg de moedas de níquel puro, agora veja, cada 4 mols de CO produzem 1 mol de Ni(CO)4, que tem 1 mol de Ni (vamos isolar o níquel da molécula, assim temos ele puro) cuja massa molar é 58,7 g/mol
quantas gramas de CO são necessárias para 314 kg de Ni
