(ITA - 2020 - 2ª FASE)
Dicromato de potássio, enxofre e água reagem produzindo hidróxido de potássio, óxido de cromo III e dióxido de enxofre. Para oxidar 96 g de enxofre, são utilizados 50% de dicromato de potássio em excesso. Sabendo que o rendimento da reação é de 80%, determine:
a) a equação balanceada da reação química;
b) a massa de dicromato de potássio utilizada;
c) a massa de dióxido de enxofre produzida.
Gabarito:
Resolução:
a) A equação do dicromato de potássio com enxofre é representada pela equação:
K2Cr2O7 + S + H2O → KOH + Cr2O3 + SO2
Para prosseguir com o balanceamento, é preciso avaliar a variação do nox. O cromo reduz de +6 para +3, enquanto o enxofre oxida de 0 para +4. Balanceando com o método redox:
K2Cr2O7 ⇒ ΔNox · Atomicidade = 3 · 2 = 6
S ⇒ ΔNox · Atomicidade = 4 · 1 = 4
Invertendo os coeficientes estequiométricos da redução e da oxidação:
4 K2Cr2O7 + 6 S + H2O → KOH + Cr2O3 + SO2
Prosseguindo com o balanceamento por tentativa:
4 K2Cr2O7 + 6 S + 4 H2O → 8 KOH + 4 Cr2O3 + 6 SO2
Simplificando para os menores coeficientes estequiométricos:
2 K2Cr2O7 + 3 S + 2 H2O → 4 KOH + 2 Cr2O3 + 3 SO2
b) Para reagir com 96 g de enxofre, a massa de dicromato de potássio necessária é:
2 mol de K2Cr2O7 ---- 3 mol de S
Para converter para massa utiliza-se a massa molar:
MM(K2Cr2O7) = 294 g/mol
MM(S) = 32 g/mol
588 g de K2Cr2O7 ------- 96 g de S
Portanto, 588 g de K2Cr2O7 é necessário para reagir com 96 g de enxofre. Como foram adicionados 50% de excesso, a quantidade de K2Cr2O7 adicionada é:
588 g de K2Cr2O7 ---- 100%
x -------------------------- 150%
x = 882 g de K2Cr2O7
A massa de dicromato é de 882 g.
c) A quantidade de matéria de enxofre adicionada foi de 3 mol de S, que segundo a proporção estequiométrica forma 3 mol de SO2.
3 mol de S ---------- 3 mol de SO2
96 g de S ----------- 192 g de SO2
Como o rendimento era de 80%, será formado:
192 g de SO2 ----- 100%
y ---------------------- 80%
y = 153,6 g de SO2
A massa formada foi de 153,6 g de SO2.