(Udesc 2016) Um processo industrial muito importante usado para melhorar propriedades físicas, mecânicas e térmicas da borracha é o da vulcanização. Uma das variações existentes desse processo é a vulcanização a frio, em que o composto S2Cℓ2 é usado como fonte de átomos de enxofre, que formam “pontes” entre as cadeias poliméricas da borracha inicial. O composto S2Cℓ2 pode ser produzido pela reação entre enxofre fundido com gás cloro, cuja reação é representada pela equação (não balanceada):
x S8(ℓ) + y Cℓ2(g) → z S2Cℓ2(ℓ)
Com relação à equação, assinale a alternativa correta.
A massa mínima de gás cloro necessária para reagir completamente com 128 g de S8(ℓ) é de 142 g.
Os coeficiente x, y e z são, respectivamente, 1, 2 e 4.
S8 é uma das formas isotópicas com que o átomo de enxofre se apresenta na natureza.
Essa reação de oxirredução se processa com variação do estado de oxidação dos átomos de enxofre de 0 para +2 e o cloro de 0 para -2.
Misturando-se 200 g de S8(ℓ) com 284 g de gás cloro obtém-se, no máximo, uma massa de 540 g de S2Cℓ2(ℓ).
Gabarito:
A massa mínima de gás cloro necessária para reagir completamente com 128 g de S8(ℓ) é de 142 g.
(Massa molar de S: 32 g/mol; Massa molar de Cl: 35,5 g/mol)
x S8(ℓ) + y Cℓ2(g) → z S2Cℓ2(ℓ)
Fazendo o balanceamento da reação dada, temos que se y for 1, então z tem que ser 1 (pois se 2 átomos de cloro reagiram, então esses 2 átomos de cloro devem aparecer nos produtos).
Desse modo, teremos 2 átomos de S nos produtos, então precisamos de 2 átomos de enxofre nos reagentes. Logo x deve ser igual a 1/4.
Sendo assim, temos a reação:
1/4 S8(ℓ) + 1 Cℓ2(g) → 1 S2Cℓ2(ℓ)
multiplicando por 4, temos:
1 S8(ℓ) + 4 Cℓ2(g) → 4 S2Cℓ2(ℓ)
Sendo assim, temos que cada mol de S8 tem que reagir com 4 mol de Cl2.
Calculando o número de mol de S8 que reage, temos:
nS8 = mS8 /MMS8 = 128 g/8*32 g/mol = 0,5 mol
Fazendo uma regra de três, temos:
1 mol de S8 ---- reage com ---- 4 mol de Cl2, então
0,5 mol de S8 ---- reage com ---- n
Resolvendo, temos que n = 2 mol de Cl2.
Calculando a massa de Cl2 que deve reagir, temos:
mCl2 = nCl2 *MMCl2 = 2 mol * 71 g/mol = 142 g.