Centro Universitário Anchieta

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Química Inorgânica II - Prof. Vanderlei I. Paula
Lista de Exercícios 4 – turma 2014
Gabarito: Grupo 16/VI-A
1) No “processo de contato” para a produção de ácido sulfúrico, o enxofre é
primeiramente queimado, formando SO2, para posteriormente ser oxidado a SO3 e, em
contato com H2O formar o ácido sulfúrico. As restrições ambientais impedem que
mais de 0,30% deste SO2 seja liberado para a atmosfera.
a) Se por exemplo, na planta da Elekeiroz, uma quantidade enxofre suficiente para
produzir 1,80 x 106 kg de H2SO4 anidro puro (por dia) é queimada, qual é a
quantidade máxima permitida de SO2 liberado para a atmosfera.
DICA: a partir das reações químicas balanceadas, faça o cálculo estequiométrico a ser
produzido e o considere 100%, para somente então, encontrar os 0,30%.
Resposta: As equações abaixo representam o processo de obtenção do ácido sulfúrico
em três etapas.
O ácido sulfúrico (H2SO4) é produzido na proporção de 1:1 em relação ao dióxido de
enxofre (SO2), assim o número de mol de ácido sulfúrico é teoricamente idêntico ao
dióxido de enxofre:
A massa de 1,80 x 106 kg de H2SO4 é equivalente a 1,8 x 104 mol, assim o número de
mol de SO2 deve ser o mesmo, tendo correspondência a 1,17 x 106 Kg de SO2. A
quantidade máxima de dióxido de enxofre é calculada para 3,52 x 103 Kg SO2.
Massa molar do H2SO4  98g/mol
Massa molar do SO2  64g/mol
Número de mol do ácido sulfúrico= 1,80 x 106 / 98 = 1,8 x 107 mol
Massa do dióxido de enxofre = 1,8 x 107 x 64 = 1,17 x 106 Kg
Massa máxima de SO2 = 1,17 x 106 x 0,3% (multiplicar por 0,003) = 3,52 x 103 Kg
Curiosidade: Produção anual de ácido sulfúrico informada em 2009 pelo Estados
Unidos foi de 40 milhões de toneladas (4,0 x 1010 kg).
b) Uma das maneiras de evitar que o SO2 chegue à atmosfera é “limpar” os gases de
exaustão com cal extinta, Ca(OH)2, formando uma pasta fluida de sulfito de cálcio,
CaSO3, que posteriormente, pode ser oxidado e removido na forma de sulfato de
cálcio, CaSO4, por passagem direta em fluxo de oxigênio, como seguem as equações
balanceadas:
Ca(OH)2(s) + SO2(g)  CaSO3(s) + H2O(l)
2 CaSO3(s) + O2(g)  2 CaSO4(s)
Que massa de Ca(OH)2(s) é necessária para remover a quantidade de SO2 calculada no
item a)?
Resposta: A proporção de SO2 para Ca(OH)2 é de 1:1, sendo necessário de 5,5 x 104
mol de Ca(OH)2 que é correspondente a 4,07 x 103 Kg.
Massa molar de Ca(OH)2 = 74 g/mol
Número de mol de Ca(OH)2 = 5,5 x 104 x 74 = 4,07 x 103 Kg
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Lista de Exercícios 4 – turma 2014
2) Além do íon sulfeto S2-, há também a formação de íons polissulfetos, Sn2-, sendo
estes íons, cadeias de átomos de enxofre e não anéis. Desenhe a estrutura de Lewis
para o íon S22- (chamado de íon dissulfeto, com estrutura análoga ao peróxido) que
ocorre na pirita, FeS2.
Resposta: O oxigênio (O) forma óxidos (O-2), peróxidos (O2-2) e superóxidos (O2-1)
com metais do grupo 1 e 2. Quando o número de oxidação do metal é baixo (menor
que 4) o óxido comumente é do tipo iônico. Óxidos com número de oxidação maior
que 4 geralmente são covalentes. O enxofre forma compostos análogos ao oxigênio,
dessa maneira se tem o sulfeto (S-2) e dissulfeto (S2-2).
Estrutura de Lewis do dissulfeto:
Estrutura do retículo cristalino da pirita:
3) Explique o processo Frasch, de extração de enxofre. Quais propriedades físicas do
enxofre permitem este método de extração? Pg. 675 Atkins e pg. 824 Brown.
Resposta:
O processo Frasch consiste em um método de extração de enxofre em minas
subterrâneas através de perfurações e processos físico-químicos. O baixo ponto de
fusão do enxofre (115°C) é a chave do processo Frasch, pois com a água
superaquecida é utilizado para fundir o enxofre sólido. Um sistema de pressurização
do ar faz com que seja criada uma mistura fluída (slurry), semelhante a uma pasta.
Na tabela abaixo mostra as propriedades dos elementos do grupo 16.
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Lista de Exercícios 4 – turma 2014
4) O ácido sulfúrico é um dos índices medidores de riqueza de um país, sendo o mais
importante produto inorgânico produzido no mundo. De acordo com sua produção de
ácido sulfúrico, pode-se estimar qual o grau de avanço tecnológico do país. Claro que
esta medida é estimativa. Faça uma pesquisa sobre a Elekeiroz (que método ela utiliza
para produção de ácido sulfúrico, onde fica a planta de produção de ácido sulfúrico, de
onde vem a matéria prima utilizada pela mesma). Esta pergunta tem um caráter
puramente de aprendizado a todos, portanto, iremos disponibilizar as informações
obtidas pelos diversos grupos.
Resposta: Neste caso basta pesquisar na internet no site do www.google.com.br ou da
própria empresa, ou em site do governo.
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