Questão 46
UNICAMP 2021
(UNICAMP - 2021 - 1ª Fase)
A remoção de sulfeto de hidrogênio presente em amostras de biogás é essencial, já que ele é altamente corrosivo para tubulações metálicas. A queima desse H2S também é muito prejudicial ao meio ambiente, pois leva à formação de dióxido de enxofre. Um estudo de 2014 sugere que a remoção do H2S pode ser realizada pelo uso de esponjas de óxido de ferro, que reage com esse gás, mas pode ser regenerado. Segundo o estudo, no dispositivo utilizado, 1,00 kg de óxido de ferro foi capaz de remover entre 0,200 e 0,716 kg de sulfeto de hidrogênio. Considere que apenas a reação abaixo equacionada esteja ocorrendo nessa remoção.
Fe2O3(s) + 3 H2S(g) → Fe2S3(s) + 3 H2O(l)
A partir desses dados, pode-se afirmar que, na condição de remoção máxima de sulfeto de hidrogênio relatada no estudo,
Massas molares (g.mol-1): Fe = 56, H = 1, O = 16 e S = 32.
restaram cerca de 33% de óxido de ferro para reagir, tomando por base a estequiometria da equação química fornecida.
restaram cerca de 67% de óxido de ferro para reagir, tomando por base a estequiometria da equação química fornecida.
foi removida uma quantidade maior de H2S que a prevista pela estequiometria da equação química fornecida.
as quantidades reagiram na proporção estequiométrica da equação química fornecida.
Gabarito:
foi removida uma quantidade maior de H2S que a prevista pela estequiometria da equação química fornecida.
Resolução:
► Verificação do balanceamento
O primeiro passo para resolver a questão é verificar o balanceamento da reação.
A reação Fe2O3(s) + 3 H2S(g) → Fe2S3(s) + 3 H2O(l) está balanceada, então pode-se prosseguir com os cálculos.
► Proporção estequiométrica das espécies importantes para a resolução
A questão relaciona o óxido de ferro (Fe2O3) e o sulfeto de hidrogênio (H2S), por isso, pode-se montar a proporção estequiométrica apenas com essas duas espécies.
A proporção em quantidade de matéria vem da equação balanceada, e é:
1 mol de Fe2O3 : 3 mol de H2S
Para transformar a proporção em quantidade de matéria em proporção em massa, é necessário utilizar a massa molar que pode ser calculada com os dados do exercício.
A massa molar pode ser calculada pela soma das massas molares de cada elemento que forma a respectiva molécula, multiplicado pela atomicidade. Dessa forma:
• massa molar do Fe2O3
• massa molar do H2S
Passando a proporção em quantidade de matéria para proporção em massa:
1 mol de Fe2O3 : 3 mol de H2S
160 g de Fe2O3 : 102 g de H2S
► Cálculo da quantidade de H2S que é removida com 1,0kg de Fe2O3, segundo a estequiometria
0,16 kg de Fe2O3 ------- 0,102 kg de H2S
1 kg de Fe2O3 ----------- mH2S
mH2S = 0,638 kg de H2S
Como, segundo o enunciado é para considerar a condição de remoção máxima de sulfeto de hidrogênio (0,716 kg removido), essa quantidade é maior do que a prevista pela estequiometria - que foi calculada anteriormente.
Portanto, o gabarito é letra C.