Como eu resolvo isso?

Um sistema de tratamento físico-químico de efluente industrial para remoção de fosfatos opera em bateladas. Para tal, adiciona-se cal virgem (CaO) sob agitação, seguida de decantação da lama de fósforo. A lama é, então, bombeada e concentrada em concentrador centrífugo..A mesma sai do sistema com teor de água de 60% (m/m).Considerando uma batelada de resíduo de 10 toneladas com teor de 0,5% (m/m) de PO4^-3, calcule a quantidade requerida de cal, a massa úmida de lama após o concentrador e a massa seca de fosfato de cálcio produzida

Cao + PO4^3- + H20 -----> Ca3(PO4)2 + OH-

Gustavo S.
Gustavo
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1 resposta
Professor Francisco B.
Respondeu há 3 meses
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Boa noite, Gustavo.


Para começar, vc tem que interpretar a questão e saber que essa lama de fósforo é uma mistura do Ca3PO4 com água, sendo que a proporção de água é 60%.


Depois, você tem que balancear a equação. Lembrando que tem cargas elétricas envolvidas, então o balanceamento tem que levar em conta não apenas os átomos, mas também as cargas devem ser iguais em ambos os lados da equação:


3CaO + 2 PO43-  + 3 H2O  ------> Ca3(PO4)2 + 6 OH-


(Repare que as cargas elétricas em ambos os lados da equação valem -6)


 


Agora vamos para os cálculos:


 


Parte 1: calcular a massa de  PO43-  no efluente industrial


O enunciado diz que você tem 10 toneladas de efluente (10.000 kg) com 0,5% de PO43-. Com a porcentagem, você descobre a massa de PO43-.


Massa de PO43- = 10.000 kg x 0,5/100 = 50 kg de PO43-


 


Parte 2: descobrir a massa de CaO que reage com essa massa de PO43-.


Para isso, precisamos das massas molares do CaO e do PO43-:


MM(CaO) = 56 g/mol


MM(PO43-) = 95 g/mol


Pela estequiometria da reação, 3 mols de CaO reagem com 2 mols de PO43-


3 mols de CaO = 3 x 56 = 168 g


2 mols de PO43-- = 2 x 95 = 190 g


 


Ou seja, 168 g de CaO reagem com 190 g de PO43-. Com uma regra de três, vc descobre quanto de CaO reage com os 50 kg de PO43- que vc tem no efluente:


 


168 g CaO ----- 190 g PO43-


     X  CaO ----- 50 kg PO43-


X = 44,21 kg de CaO (essa já é uma das respostas que o enunciado pede)


 


 


Parte 3: calcular a massa seca de PO4^3- produzida.


Também utilizamos a estequiometria da equação. Vemos que 2 mols de PO43- (190 g) produzem 1 mol de Ca3(PO4)2 , que tem a massa de 310 g. Também com uma regra de três vc calcula quanto deste último é produzido com 50 kg de PO43-:


190 g PO43-   ----------  310 g de Ca3(PO4)2 


50 kg PO43-  ----------  y Ca3(PO4)2 


Y = 81,6 kg de Ca3(PO4)2 


OBS.: Nós calculamos a massa seca antes da massa total de lama porque a equação não considera a formação de lama. Ela considera apenas a formação de Ca3(PO4)2. A lama é a mistura disso com água.


 


Parte 4: massa total de lama


O enunciado fala que a lama sai com 60% m/m de água. Isso quer dizer que a massa de Ca3(PO4)2  que foi calculada antes representa 40% da massa total da lama. Novamente uma regra de três:


81,6 kg ----- 40% da massa da lama


      Z kg ------ 100%


Z = 204 kg de lama


 


 

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