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Bahia UFBA 2013.1 Questão: 40 Química Geral 

I. NH3(aq) + CO2(g) + H2O(ℓ) → NH4HCO3(aq)

II. NaCl(aq) + NH4HCO3(aq) ↔ NaHCO3(s) + NH4Cl(aq)

III. 2NaHCO3(s) →150oC→ Na2CO3(s) + CO2(g) + H2O(v)

IV. CaCO3(s) → 1100oC→ CaO(s) + CO2(g)

 

O carbonato de sódio, Na2CO3, é usado, principalmente, na fabricação de vidro, de polifosfatos — aditivos utilizados em produtos de limpeza —, no tratamento de gases de exaustão de usinas termelétricas, dentre outras aplicações. A maior parte do carbonato de sódio destinada a essas aplicações é produzida pelo processo de Ernest Solvay, que consiste, de forma resumida, na saturação inicial por amônia, NH3(g), de uma solução saturada de cloreto de sódio, NaCl(aq). Em seguida, a solução de cloreto de sódio amoniacal é carbonatada com CO2(g) e produz hidrogeno-carbonato de amônio, NH4HCO3(aq), que, ao reagir com cloreto de sódio, forma hidrogeno-carbonato de sódio, NaHCO3(s), de acordo com as equações químicas I e II. Esse sal é separado da solução por filtração e se decompõe em carbonato de sódio, ao ser aquecido, como mostra a equação química III. Como a reação química representada em II é reversível, somente 75% do cloreto de sódio é convertido em hidrogeno-carbonato de sódio. O dióxido de carbono utilizado no processo é proveniente da calcinação de carbonato de cálcio, CaCO3(s), — segundo a equação química IV — e da decomposição do hidrogeno-carbonato de sódio. A amônia é regenerada a partir da reação de cloreto de amônio com óxido de cálcio em meio aquoso e, então, reciclada.

Com base nessas informações e nas equações químicas I, II, III e IV, que representam o processo de Ernest Solvay de produção de carbonato de sódio,
• determine a massa de carbonato de sódio produzida a partir de 118,0kg de cloreto de sódio com 75% de conversão a hidrogeno-carbonato de sódio e justifique a utilização de solução saturada de cloreto de sódio;
• escreva a equação química que representa a regeneração de amônia, NH3(g), nesse processo.



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