O brometo de sódio, NaBr\ce{NaBr}, que é usado para produzir AgBr\ce{AgBr} para uso em filmes fotográficos, pode ser preparado da seguinte forma: Fe(s)+BrX2(l)→FeBrX2(s)FeBrX2(s)+BrX2(l)→FeX3BrX8(s)FeX3BrX8(s)+NaX2COX3(s)→NaBr(s)+COX2(g)+FeX3OX4(s) \begin{aligned} \ce{ Fe(s) + Br2(l) &-> FeBr2(s) } \\ \ce{ FeBr2(s) + Br2(l) &-> Fe3Br8(s) } \\ \ce{ Fe3Br8(s) + Na2CO3(s) &-> NaBr(s) + CO2(g) + Fe3O4(s) } \end{aligned} Em uma batelada, deseja se produzir 2,5 ton\pu{2,5 ton} de NaBr\ce{NaBr}. O rendimento percentual global do processo industrial é de 75 %\pu{75\%}. O reator é alimentado com ferro de 90%90\% de pureza.

Assinale a alternativa que mais se aproxima da massa de ferro necessária para essa batelada.

Gabarito 2B.20

As reações balanceadas são as seguintes: Fe(s)+Br2(l)→FeBr2(s)Fe_{(s)}+Br_{2(l)}\rightarrow FeBr_{2(s)} 3FeBr2(s)+Br2(l)→Fe3Br8(s)3FeBr_{2(s)}+Br_{2(l)}\rightarrow Fe_{3}Br_{8(s)} Fe3Br8(s)+4Na2CO3(s)→8NaBr(s)+4CO2(g)+Fe3O4(s)Fe_{3}Br_{8(s)}+4Na_{2}CO_{3(s)}\rightarrow 8NaBr_{(s)}+4CO_{2(g)}+Fe_{3}O_{4(s)} Pela estequiometria: nFe1=nFeBr21\frac{n_{Fe}}{1}=\frac{n_{FeBr_{2}}}{1} nFeBr23=nFe3Br81\frac{n_{FeBr_{2}}}{3}=\frac{n_{Fe_{3}Br_{8}}}{1} nFe3Br81=nNaBr8\frac{n_{Fe_{3}Br_{8}}}{1}=\frac{n_{NaBr}}{8} Portanto: nFe=38nNaBrn_{Fe}=\frac{3}{8}n_{NaBr} Cálculo do número de mols de Ferro: nFe=38⋅2,5 ton103 g mol−1=0,0091 ton mol g−1n_{Fe}=\frac{3}{8} \cdot\frac{2,5\,ton}{103\,g\,mol^{-1}}=0,0091\,ton\,mol\,g^{-1} Cálculo da massa de ferro teórica: m=n⋅Mm=n\cdot M m=(0,0091 ton mol g−1)⋅56 g mol−1=0,5096 ton≈509 kgm=(0,0091\,ton\,mol\,g^{-1})\cdot56\,g\,mol^{-1}=0,5096\,ton\approx 509\,kg Considerando o rendimento e a pureza m=509 kg0,9×0,75=750 kgm= \dfrac{509\,kg}{0,9\times 0,75} = \boxed{ \pu{750 kg} }