Prova de Conhecimentos Gerais – Primeira fase
Um processo de recuperação do cobre presente em placas de um circuito integrado envolveu a oxidação desse metal com ácido nítrico e posterior precipitação do cobre, utilizando hidróxido de sódio, conforme as equações:
3Cu (s) + 8HNO3 (aq) → 3Cu(NO3)2 (aq) + 2NO (g) + 4H2O (ℓ)
Cu(NO3)2 (aq) + 2NaOH (aq) → Cu(OH)2 (s) + 2NaNO3 (aq)
Considerando que uma empresa de reciclagem consome 2 kg de NaOH por semana, qual a massa de cobre recuperada nesse período?
(A) 3175,0 g
(B) 1587,5 g
(C) 6350,0 g
(D) 2440,0 g
(E) 4762,5 g
Resolução
Considerando as reações apresentadas, podemos somá-las para identificarmos a reação geral. Para isso, é necessário multiplicar a segunda reação por 3:
3Cu (s) + 8HNO3 (aq) → 3Cu(NO3)2 (aq) + 2NO (g) + 4H2O (ℓ)
3Cu(NO3)2 (aq) + 6NaOH (aq) → 3Cu(OH)2 (s) + 6NaNO3 (aq)
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3Cu(s) + 8HNO3 (aq) + 6NaOH (aq) → 2NO (g) + 4H2O (ℓ) + 3Cu(OH)2 (s) + 6NaNO3 (aq)
Pela estequiometria da reação, temos que 6 mols de NaOH levam a formação de 3 mols de Cu(OH)2.
Mas para descobrirmos a massa de cobre recuperada, é preciso calcular quantos mols de NaOH foram usados pela empresa de reciclagem:
Massa molar NaOH = 23 + 16 + 1 = 40 g/ mol
massa de NaOH = 2000 g
n mols de NaOH = m/ MM → n = 2000/ 40 = 50 mols
Assim, sabendo que utilizou-se 50 mols de NaOH para recuperação do cobre, pode-se calcular o número de mols de Cu(OH)2.
6 mols de NaOH ———————– 3 mols de Cu(OH)2
50 mols de NaOH ——————— X
X = 25 mols de Cu(OH)2
Assim, conhecendo o número de mols formados podemos estabelecer a seguinte relação:
1 mol de Cu(OH)2 ————— 1 mol de Cu
25 mol de Cu(OH)2 ———— 25 mols de Cu
Para calcular a massa de cobre recuperada:
massa molar do cobre = 63,5 g/ mol
massa gerada de cobre = 25 mols * 63,5 = 1587,5 g
Resposta: B
