Fuvest 2019 · Segunda fase · Questão 2 · Discursiva

Química · Atomística, Estequiometria, Ligações covalentes, Química geral

O fósforo elementar pode ser obtido em diferentes formas alotrópicas, nas condições mostradas na figura.

O fósforo branco, de fórmula P4, é convertido em fósforo vermelho, conforme a estrutura mostrada na figura. Isso faz com que suas propriedades se alterem. Por exemplo, fósforo branco é solúvel no solvente dissulfeto de carbono, ao passo que o vermelho não é solúvel.

A obtenção industrial do fósforo branco é feita a partir do aquecimento do mineral fluorapatita, Ca5(PO4)3F, na presença de sílica e carvão, conforme a equação

4 Ca5(PO4)3F + 18 SiO2 + 30 C →\rightarrow 3 P4 + 30 CO + 18 CaSiO3 + 2 CaF2

Com base nessas informações, responda ao que se pede.

  1. Qual das formas alotrópicas do fósforo mostradas na figura terá maior densidade?
  2. Estima-se que, anualmente, 744.000 toneladas de fósforo branco são produzidas industrialmente. Calcule a massa total de fluorapatita usada como matéria-prima nesse processo. Considere que esse mineral possui 100% de pureza. Demonstre os cálculos.

  3. Qual a diferença entre as ligações que mantêm as moléculas de fósforo branco unidas e as que mantêm a estrutura do fósforo vermelho ou do fósforo preto? Explique.

    Note e adote:
    Massas molares (g/mol):
    Fluorapatita = 504; P4 = 124

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