Questão 36

IME 2007

Química

(IME - 2007/2008)

Dispõe-se de uma mistura sulfonítrica de composição mássica igual a 60% de H₂SO₄, 11,2% de HNO₃ e 28,8% de H₂O. A 1000 kg desta mistura são adicionados 100 kg de solução de HNO₃ 88% (m/m) e 200 kg de solução de H₂SO₄ 60% (m/m). Indique a composição mássica da mistura sulfonítrica final.

55,4% de H₂SO₄; 15,4% de HNO₃; 29,2% de H₂O

59,6% de H₂SO₄; 16,6% de HNO₃; 23,8% de H₂O.

59,0% de H₂SO₄; 16,4% de HNO₃; 24,6% de H₂O.

55,9% de H₂SO₄; 15,5% de HNO₃; 28,6% de H₂O.

64,3% de H₂SO₄; 15,1% de HNO₃; 20,6% de H₂O.

Gabarito:

55,4% de H₂SO₄; 15,4% de HNO₃; 29,2% de H₂O

Resolução:

60% de H₂SO₄, 11,2% de HNO₃ e 28,8% de H₂O

• massa inicial da mistura:

m_i = 1000 kg

dos quais

- m_H2SO4 = 0,60 x 1000 kg = 600 kg

- m_HNO3 = 0,112 x 1000kg = 112 kg

- m_H2O = 0,288 x 1000kg = 288 kg

• massa de HNO₃ adicionado:

- m'_HNO3 = 0,88 x 100 kg = 88 kg

• massa de H₂SO₄ adicionado:

- m'_H2SO4 = 0,60 x 200 kg = 120 kg

• massa de H₂O adicionado:

- m'_H2O = 0,12 x 100 kg + 0,40 x 200 kg

- m'_H2O = 12 kg + 80 kg = 92 kg

• massa final da mistura:

m_f = m_i + 300 kg

m_f = 1000kg + 300 kg

m_f = 1300kg

dos quais

- m_H2SO4 = 600 kg + 120 kg = 720 kg

- m_HNO3 = 112 kg + 88 kg = 200 kg

- m_H2O = 288 kg + 92 kg = 380 kg

• cálculo da porcentagem de cada um dos componentes considerando as massas finais:

- %H₂SO₄:

$\%H_{2}SO_{4} = frac{m_{f;H_{2}SO_{4}}}{m_{f}}cdot 100\%$

$\%H_{2}SO_{4} = frac{720kg}{1300kg}cdot 100\%$

$\%H_{2}SO_{4} = 55,4\%$

- %HNO₃:

$\%HNO_{3} = frac{m_{f;HNO_{3}}}{m_{f}}cdot 100\%$

$\%HNO_{3} = frac{200kg}{1300kg}cdot 100\%$

$\%HNO_{3} = 15,4\%$

- %H₂O:

$\%H_{2}O = frac{m_{f;H_{2}O}}{m_{f}}cdot 100\%$

$\%H_{2}SO_{4} = frac{380kg}{1300kg}cdot 100\%$

$\%H_{2}SO_{4} = 29,2\%$

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