A Produção de Carbonato de Sódio na Fabricação de Vidro
O carbonato de sódio (Na2CO3), também conhecido como soda cáustica, é uma substância química amplamente utilizada na fabricação de vidro. É um componente essencial que confere propriedades do vidro desejáveis, como a capacidade de resistir ao calor e à corrosão. Neste artigo, vamos explorar o processo de produção do carbonato de sódio e responder às perguntas fornecidas sobre uma reação química específica envolvendo carbonato de cálcio (CaCO3) e cloreto de sódio (NaCl).
o carbonato de sódio, empregado na fabricação de vidro, é preparado a partir de carbonato de cálcio e cloreto de sódio: caco3+nacl→na2co3+cacl2 colocando-se para reagir 1000g de caco3 e 583g de nacl, a massa obtida do carbonato de sódio em gramas é:
Reação Química
A equação química que representa a reação entre o carbonato de cálcio e o cloreto de sódio para produzir carbonato de sódio e cloreto de cálcio é a seguinte:
CaCO3 + 2NaCl → Na2CO3 + CaCl2
De acordo com a equação, para cada mol de carbonato de cálcio, são necessários dois mols de cloreto de sódio para produzir um mol de carbonato de sódio e um mol de cloreto de cálcio.
Determinando o Reagente Limitante
Para determinar qual é o reagente limitante na reação, devemos calcular a quantidade de cada reagente disponível e comparar com a proporção estequiométrica indicada na equação química.
a) Quem é o reagente limitante?
Para responder a essa pergunta, vamos calcular a quantidade de carbonato de sódio que pode ser produzida a partir das massas dadas de carbonato de cálcio (1000g) e cloreto de sódio (583g).
Calculando as quantidades de mols de cada reagente:
Massa molar do CaCO3 = 40.08 g/mol (40.08 g é a massa molar do cálcio + 3 * 16.00 g é a massa molar do carbonato)
Mols de CaCO3 = Massa de CaCO3 / Massa molar do CaCO3 = 1000g / 40.08 g/mol = 24.95 mols de CaCO3
Massa molar do NaCl = 58.44 g/mol (22.99 g é a massa molar do sódio + 35.45 g é a massa molar do cloreto)
Mols de NaCl = Massa de NaCl / Massa molar do NaCl = 583g / 58.44 g/mol = 9.99 mols de NaCl
A proporção estequiométrica indicada na equação química é de 1 mol de CaCO3 para 2 mols de NaCl. Portanto, considerando essa proporção, o carbonato de cálcio é o reagente limitante, pois há menos mols de CaCO3 (24.95 mols) do que o dobro dos mols de NaCl (2 * 9.99 mols = 19.98 mols).
Portanto, o carbonato de cálcio é o reagente limitante nesta reação.
Determinando o Reagente em Excesso
b) Quem é o reagente em excesso?
Uma vez que estabelecemos que o carbonato de cálcio é o reagente limitante, podemos calcular a quantidade de carbonato de sódio que será produzida com base no reagente limitante.
De acordo com a proporção estequiométrica, para cada mol de CaCO3, é possível obter um mol de Na2CO3. Portanto, a quantidade máxima de carbonato de sódio que pode ser produzida será igual à quantidade de mols de CaCO3.
Quantidade máxima de Na2CO3 = Quantidade de mols de CaCO3 = 24.95 mols
Agora, podemos calcular a quantidade de mols de NaCl que seria necessária para produzir essa quantidade máxima de carbonato de sódio.
Quantidade de mols de NaCl necessária = Quantidade de mols de CaCO3 * (2 mols de NaCl / 1 mol de CaCO3) = 24.95 mols * 2 = 49.9 mols
No entanto, só temos disponíveis 9.99 mols de NaCl. Portanto, o reagente em excesso é o cloreto de sódio.
Quantidade em Excesso
c) Qual é a quantidade em excesso?
Para determinar a quantidade em excesso do reagente, subtraímos a quantidade de mols necessária (baseada no reagente limitante) da quantidade de mols realmente disponível.
Quantidade em excesso de NaCl = Quantidade de mols de NaCl disponível – Quantidade de mols de NaCl necessária = 9.99 mols – 49.9 mols (quantidade necessária) = -39.91 mols
A quantidade em excesso de NaCl é de -39.91 mols. Essa quantidade negativa indica que não temos cloreto de sódio suficiente para reagir com todo o carbonato de cálcio, como já determinamos anteriormente.
É importante observar que não podemos ter uma quantidade negativa de mols em uma substância, portanto, essa quantidade em excesso é inválida.
Em resumo, o carbonato de cálcio é o reagente limitante, o cloreto de sódio é o reagente em excesso e a quantidade em excesso de cloreto de sódio é inválida.
Conclusão
O carbonato de sódio desempenha um papel crucial na fabricação de vidro, proporcionando ao material propriedades do vidro importantes. Ao analisar a reação química entre o carbonato de cálcio e o cloreto de sódio, foi possível determinar o reagente limitante (carbonato de cálcio) e o reagente em excesso (cloreto de sódio). No entanto, a quantidade
