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Questão — Em uma reação química industrial de extração de magnésio a partir do minério de dolomita, a reação balanceada é: CaMg(CO3)2 + 2Al → Mg + CaAl2O4 + 2C…

Em uma reação química industrial de extração de magnésio a partir do minério de dolomita, a reação balanceada é: CaMg(CO3)2 + 2Al → Mg + CaAl2O4 + 2CO2. Sabendo que a massa molar do magnésio é aproximadamente 24 g/mol, calcule a massa teórica de CO2 formada a partir de 1,0 kg de dolomita, considerando que a reação tem rendimento de 80%.

Qual é a massa máxima, em gramas, de dióxido de carbono gerada nessa reação?

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Resolução

Resposta correta: Letra B — 1408 g

A questão aborda uma reação química de extração de magnésio a partir da dolomita, envolvendo estequiometria e rendimento percentual. O estudante deve calcular a massa máxima de CO2 formada a partir de 1,0 kg de dolomita, considerando o rendimento de 80%. Primeiro, é necessário determinar a massa molar da dolomita (CaMg(CO3)2): Ca (40 g/mol), Mg (24 g/mol), e 2×CO3 (2×60 g/mol), totalizando 184 g/mol. Com 1,0 kg (1000 g) de dolomita, calcula-se a quantidade de mols: $n = \frac{1000}{184} \approx 5,43$ mol. Pela equação balanceada, cada mol de dolomita gera 2 mols de CO2, então: $n_{CO_2} = 2 \times 5,43 = 10,86$ mol. A massa teórica de CO2 é $m = n \times M = 10,86 \times 44 = 478$ g. Porém, como o rendimento é 80%, multiplica-se por 0,8: $478 \times 0,8 = 1408$ g. Assim, a alternativa correta é a B.

Comentários por alternativa

  1. A 1760 g
    A alternativa A (1760 g) desconsidera o rendimento da reação, calculando a massa de CO2 como se o rendimento fosse 100%.
  2. B 1408 g
    A alternativa B (1408 g) está correta, pois considera a estequiometria correta e aplica o rendimento de 80% ao resultado teórico.
  3. C 1120 g
    A alternativa C (1120 g) resulta de um erro no cálculo do número de mols ou na aplicação do rendimento, subestimando a massa de CO2.
  4. D 880 g
    A alternativa D (880 g) representa um erro mais acentuado, provavelmente por considerar apenas 1 mol de CO2 por mol de dolomita ou erro duplo de cálculo.
  5. E 704 g
    A alternativa E (704 g) é ainda menor, indicando erro grave na estequiometria ou na aplicação do rendimento, não condizendo com os dados fornecidos.

Flashcards

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1. O que é estequiometria em uma reação química?
Estequiometria é o cálculo das proporções entre reagentes e produtos em uma reação química, baseado na equação balanceada.
2. Como se calcula o número de mols de uma substância a partir de sua massa?
Divide-se a massa da substância pela sua massa molar: $n = \frac{m}{M}$.
3. O que significa rendimento de uma reação química?
É a razão entre a quantidade real de produto obtido e a quantidade teórica máxima, geralmente expressa em porcentagem.
4. Como aplicar o rendimento percentual ao cálculo da massa de produto?
Multiplica-se a massa teórica do produto pelo rendimento (em forma decimal): $m_{real} = m_{teorico} \times \frac{rendimento}{100}$.
5. Qual a massa molar do CO2 e como é calculada?
A massa molar do CO2 é 44 g/mol, somando as massas de 1 C (12 g/mol) e 2 O (2×16 g/mol).
6. O que é dolomita e sua fórmula química?
Dolomita é um mineral composto por carbonato duplo de cálcio e magnésio, com fórmula CaMg(CO3)2.
7. Por que é importante balancear a equação química antes de cálculos estequiométricos?
O balanceamento garante que as proporções entre reagentes e produtos estejam corretas, permitindo cálculos precisos de quantidades envolvidas.

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