Esta questão aborda conceitos relacionados à estequiometria de reações.
Primeiramente, vamos listar os dados importantes para a resolução dessa
questão:
- 1 kg de óxido de ferro foi capaz de remover entre 0,200 e 0,716 kg de sulfeto
de hidrogênio;
- Massas molares (g mol-1): Fe = 56, H =
1, O = 16 e S = 32.
De acordo com o enunciado, temos, no processo, a seguinte reação química
balanceada:
Fe2O3(s) + 3 H2S(g) → Fe2S3(s) + 3 H2O(l)
Para saber a quantidade de sulfeto de hidrogênio (H2S) que
reagiu com 1 kg de óxido de ferro (Fe2O3), de acordo com
a estequiometria da reação, é preciso converter a informação em número de mols para
massa.
Para isso, podemos utilizar as massas molares (M) dos compostos. Assim, a
partir das massas molares dos elementos, temos que:
M (Fe2O3) = 2 × M (Fe) + 3 × M (O)
M (Fe2O3) = 2 × 56 + 3 × 16 = 112 + 48 = 160 g/mol
M (H2S) = 2 × M (H) + 1 × M (S)
M (H2S) = 2 × 1 + 1 × 32 = 2 + 32 = 34 g/mol
Como essas massas estão em gramas, podemos converter de kg para g,
considerando que 1 kg equivale a 1000 g.
Dessa forma, podemos calcular a massa de H2S que reagiu com 1000
g (1 kg) de Fe2O3:
1 mol de Fe2O3
reage com 3 mols de H2S
160 g de Fe2O3 reagem com (3 × 34) g de H2S
1000 g de Fe2O3 -------------- m (H2S)
m (H2S) = (1000 × 3 × 34)/160 = (25 × 3 × 34)/4 = 2550/4 = 637,5 g
m (H2S) = (637,5/1000) kg = 0,637 kg
Considerando a massa de H2S removida, analisemos as
alternativas:
A) Incorreta – Na condição de remoção
máxima de sulfeto de hidrogênio relatada no estudo (remoção de 0,716 kg de H2S),
é necessário 100% da massa de 1 kg de óxido de ferro para remover 0,637
kg.
B) Incorreta – Conforme explicado no
comentário da alternativa A, na condição de remoção máxima de sulfeto de
hidrogênio relatada no estudo, é necessário 100% da massa de 1 kg de
óxido de ferro para remover 0,637 kg.
C) Correta – Na condição de remoção
máxima de sulfeto de hidrogênio relatada no estudo foi removida uma quantidade
maior de H2S que a prevista pela estequiometria da equação química
fornecida, pois, de acordo com a estequiometria, 0,637 kg de H2S seriam
removidos a partir de 1 kg de Fe2O3.
D) Incorreta – Na condição de remoção
máxima de sulfeto de hidrogênio relatada no estudo as quantidades não reagiram
na proporção estequiométrica da equação química fornecida. Foi removida uma
quantidade maior de H2S que a prevista pela estequiometria da
equação química fornecida.
Gabarito da Professora: Letra C.