Questão 8865
(IME - 2010/2011 - Adaptada)
Podemos obter nitrato cúprico reagindo cobre tanto com ácido nítrico diluído quanto com ácido nítrico concentrado. As equações não balanceadas são:
Cu(s) + HNO3 (dil.) Cu(NO3)2(aq) + H2O + NO
Cu(s) + HNO3 (conc.) Cu(NO3)2(aq) + H2O + NO2
Considere a obtenção de nitrato cúprico a partir do consumo de 20 kg de cobre por cada um dos processos acima. São feitas as afirmações:
I. Utilizar ácido nítrico diluído é mais econômico.
II. Utilizar ácido nítrico concentrado é mais econômico.
III. Economiza-se 26,46 kg de ácido nítrico de um processo para outro
Estão corretas:
Dados: massa molar do cobre 63,5 U, massa molar do nitrogênio 14,0 U, massa molar do oxigênio 16,0 U e massa molar do hidrogênio 1,0 U
Nenhuma.
I, apenas.
II, apenas.
I e III, apenas.
II e III, apenas.
Gabarito:
I e III, apenas.
Resolução:
As equações da reação para formação do nitrato cúprico são:
Cu(s) + HNO3 (dil.) Cu(NO3)2(aq) + H2O + NO
Cu(s) + HNO3 (conc.) Cu(NO3)2(aq) + H2O + NO2
Precisamos balancear as equações. Pelo método de oxirredução:
1ª Equação: Cu(s) + HNO3 (dil.) Cu(NO3)2(aq) + H2O + NO
ΔNOXCu: 2 - 0 = 2
ΔNOXN: 5 - 2 = 3
Teremos, então:
Cu(s) + HNO3 (dil.) 3Cu(NO3)2(aq) + H2O + 2NO
Balanceando:
3Cu(s) + 8HNO3 (dil.) 3Cu(NO3)2(aq) + 4H2O + 2NO
2ª Equação: Cu(s) + HNO3 (conc.) Cu(NO3)2(aq) + H2O + NO2
ΔNOXCu: 2 - 0 = 2
ΔNOXN: 5 - 4 = 1
Teremos, então:
Cu(s) + HNO3 (conc.) 1Cu(NO3)2(aq) + H2O + 2NO2
Balanceando:
1Cu(s) + 4HNO3 (conc.) 1Cu(NO3)2(aq) + 2H2O + 2NO2
Para 20kg de cobre para obter o nitrato cúbico:
I. Utilizar ácido nítrico diluído é mais econômico.
VERDADEIRO. Com ácido nítrico diluído, é necessário utilizar 8 mols desse composto para 3 mols de cobre. Utilizando ácido nítrico concentrado, precisamos de 12 mols para 3 mols de cobre.
II. Utilizar ácido nítrico concentrado é mais econômico.
FALSO. Como dito na primeira afirmação, utilizar o ácido nítrico diluído é mais econômico.
III. Economiza-se 26,46 kg de ácido nítrico de um processo para outro
VERDADEIRO. Para economizar, utilizamos o ácido nítrico diluído. Fazendo a estequiometria:
3 mols de Cu _____ 8 mols de HNO3
3x63,5g de Cu ____ 8x63g de HNO3
20 Kg de Cu ________ x Kg de HNO3
x = 52,91 Kg de Cu
Utilizando o ácido nítrico concentrado:
3 mols de Cu _____ 12 mols de HNO3
3x63,5g de Cu ____ 12x63g de HNO3
20 Kg de Cu ________ y Kg de HNO3
y = 79,37 Kg de Cu
Teremos uma economia de: