Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas:1

A alternativa correta é letra C)

(Enem 2015) Para proteger estruturas de aço da corrosão, a indústria utiliza uma técnica chamada galvanização. Um metal bastante utilizado nesse processo é o zinco, que pode ser obtido a partir de um minério denominado esfalerita (ZnS), de pureza 75%. Considere que a conversão do minério em zinco metálico tem rendimento de 80% nesta sequência de equações químicas:

 2 ZnS + 3 O₂  2 ZnO + 2 SO₂

ZnO + CO  Zn + CO₂ 

Considere as massas molares: ZnS (97 g mol); O2 (32 g mol); ZnO (81g mol); SO2 (64 g mol); CO (28 g mol); CO2 (44 g mol); e Zn (65 g mol).
Que valor mais próximo de massa de zinco metálico, em quilogramas, será produzido a partir de 100 kg de esfalerita?

RESOLUÇÃO:

Multiplicamos a segunda reação por 2 e somamos com a primeira para obter a reação global de formação do Zn:

 2 ZnS + 3 O₂  2 ZnO + 2 SO₂

₊

 2 ZnO + 2 CO  2 Zn + 2 CO₂ 

=

2 ZnS + 3 O₂ + 2 CO  2 Zn + 2 CO₂ + 2 SO₂

Vemos então que a proporção estequiométrica entre ZnS e Zn é de 1 para 1, ou seja, para cada mol de ZnS que reage, forma-se 1 mol de Zn.

No entanto, como o rendimento da reação não é 100%, mas de 80%, temos que ao reagir 1 mol de ZnS será formado somente 0,8*1 mol = 0,8 mol de Zn.

Agora só nos resta calcular a massa de ZnS que reage:

Massa de esfarelita: 100 kg = 100*10³ g

Pureza de ZnS na esfarelita: 0,75

Massa de ZnS utilizada: 0,75 * 100*10³ g = 75*10³ g

Agora uma regra de 3:

1 mol de ZnS  ----- está para -----  0,8 mol de Zn

mudando para massa, temos:

97 gramas de ZnS  ----- está para -----  0,8*65 gramas de Zn, assim como

75*10³ g de ZnS  ----- está para ----- m

Resolvendo a regra de três, temos que: