Parte 1: nos laboratórios e nas indústrias químicas, considera-se de extrema importância a estequiometria para a determinação da quantidade de substâncias que será produzida nas reações químicas realizadas.

 

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​

CONTEXTUALIZAÇÃO
A manufatura de produtos químicos de base, como os fertilizantes nitrogenados, exige um rigoroso controle de variáveis para garantir a pureza do produto e a segurança ambiental.
Os fertilizantes têm sua qualidade medida de acordo com a granulometria e a fluidez, que irão afetar, respectivamente, a dissolução e a facilidade de escoamento; e a consistência, que é responsável pela resistência dos grãos, permitindo armazenagem e transporte. A síntese do sulfato de amônio (NH₄)₂SO₄, amplamente utilizado no agronegócio, ocorre pela neutralização ácido-base entre correntes de amônia gasosa NH₃ e ácido sulfúrico líquido H₂SO₄ (Tolentino, 2015).

Fonte: TOLENTINO, N. M. de C. Processos Químicos Industriais: Matérias-primas, Técnicas de Produção e Métodos de Controle de Corrosão. São Paulo: Érica, 2015.

Nesse ambiente fabril, o profissional de engenharia é frequentemente desafiado a transitar entre o laboratório e a planta industrial: seja calculando as concentrações das matérias-primas que alimentam os reatores, avaliando as trocas de calor do sistema ou monitorando a concentração de efluentes para atender às rígidas legislações ambientais vigentes.

Fonte: Elaborado pelo autor, 2026.
 
MÃO NA MASSA!
Você acaba de ser promovido a Engenheiro de Produção, responsável pelo setor de síntese de uma indústria focada na produção de fertilizantes nitrogenados. O principal produto da sua linha é o Sulfato de Amônio, um sal obtido por meio da injeção direta de amônia anidra no ácido sulfúrico. A reação não balanceada está apresentada a seguir:

H₂SO₄(aq) + NH₃(g) → (NH₄)₂SO₄(aq)
 
Questão 1: Preparação da Matéria-Prima:
Para alimentar o reator, você recebeu do almoxarifado uma bombona de ácido sulfúrico H₂SO₄ concentrado. O rótulo indica título em massa de 98% e densidade de 1,84 g/mL. Para dimensionar o fluxo das bombas, você precisa padronizar essa informação. Calcule a concentração molar (em mol/L) deste ácido concentrado, assumindo que a massa molar do H₂SO₄ é 98 g/mol.
 
Questão 2: Otimização da Planta de Gás:
A amônia NH₃ utilizada na neutralização é produzida na própria fábrica por meio do Processo Haber-Bosch, uma reação gasosa reversível e exotérmica. A reação não balanceada está apresentada a seguir:

N₂(g) + H₂(g) ⇌ NH₃(g)  ΔH < 0

O diretor da planta exigiu um aumento na produção de amônia para o próximo trimestre sem adicionar mais reagentes. Explique como você deve alterar a temperatura do reator para deslocar o equilíbrio no sentido da formação de amônia NH₃. Justifique sua decisão tecnicamente.

 
Questão 3: Meta de Produção:
Para esta questão, os conceitos de estequiometria se fazem essenciais. Para isso, ela é dividida em duas partes.

Parte 1: nos laboratórios e nas indústrias químicas, considera-se de extrema importância a estequiometria para a determinação da quantidade de substâncias que será produzida nas reações químicas realizadas. Para fortalecer os conceitos sobre o tema e compreender os cálculos da estequiometria, você deve realizar a prática "Estequiometria" do laboratório virtual da ALGETEC. Para acessar, siga o passo a passo descrito no final da atividade. Após realizar o experimento, faça o que se pede:
- Descreva as possíveis reações de decomposição do bicarbonato de sódio (NaHCO₃).
- Calcule a massa do sólido residual teórica após a decomposição do bicarbonato de sódio, partindo de 4,1 g de NaHCO₃ para cada reação descrita no item anterior. Para isso, utilize os valores de massa molar contidos no Sumário Teórico do experimento. A quantidade calculada de sólido residual é igual ou se aproxima da massa mostrada na balança da prática realizada? Adicione uma foto da balança do experimento, evidenciando a massa de soluto.

Parte 2: Com a amônia e o ácido prontos, a reação de neutralização vai ocorrer. Primeiro, escreva a equação química balanceada da reação entre o ácido sulfúrico (H₂SO₄) e a amônia (NH₃), formando o sulfato de amônio. Em seguida, calcule: se o seu reator consumir exatamente 490 kg de ácido sulfúrico puro, qual será a massa teórica máxima de sulfato de amônio produzida (em kg), considerando que a amônia está em excesso? Considere a massa molar do sulfato de amônio igual a 132 g/mol.

 
Questão 4: Segurança Operacional:
A reação que produz sulfato de amônio gera uma grande quantidade de calor. Sabe-se que a entalpia da reação de formação do sulfato de amônio nessas condições é de ΔH = -110 kJ/mol de ácido reagido.
Classifique esta reação quanto à troca de calor (endotérmica ou exotérmica). Em seguida, calcule a quantidade total de calor liberada (em kJ) ao reagir os 490 kg de ácido sulfúrico da Questão 3. Como engenheiro, que tipo de equipamento ou adequação você deve prever no reator para evitar acidentes térmicos?
 
Questão 5: Controle Ambiental:
Após o descarregamento do fertilizante, o reator foi lavado com 2000 L de água. A análise laboratorial detectou 80 g de sulfato de amônio residual nesses 2000 L de solução de lavagem.
A norma ambiental municipal exige que o efluente seja descartado apenas se a concentração de sulfato for inferior a 50 ppm (partes por milhão).
Calcule a concentração desse efluente em ppm e determine: você pode autorizar o descarte direto no corpo hídrico ou a água precisará de tratamento prévio? Assuma que a densidade da solução de lavagem é 1 g/L.

​​Para acessar o experimento, em seu ambiente Studeo, acesse: Menu Lateral → Laboratórios → Laboratórios Virtuais → Química Geral e Experimental → Estequiometria.

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Fonte: TOLENTINO, N. M. de C. Processos Químicos Industriais: Matérias-primas, Técnicas de Produção e Métodos de Controle de Corrosão. São Paulo: Érica, 2015.

Nesse ambiente fabril, o profissional de engenharia é frequentemente desafiado a transitar entre o laboratório e a planta industrial: seja calculando as concentrações das matérias-primas que alimentam os reatores, avaliando as trocas de calor do sistema ou monitorando a concentração de efluentes para atender às rígidas legislações ambientais vigentes.

Fonte: Elaborado pelo autor, 2026.
 
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H₂SO₄(aq) + NH₃(g) → (NH₄)₂SO₄(aq)
 
Questão 1: Preparação da Matéria-Prima:
Para alimentar o reator, você recebeu do almoxarifado uma bombona de ácido sulfúrico H₂SO₄ concentrado. O rótulo indica título em massa de 98% e densidade de 1,84 g/mL. Para dimensionar o fluxo das bombas, você precisa padronizar essa informação. Calcule a concentração molar (em mol/L) deste ácido concentrado, assumindo que a massa molar do H₂SO₄ é 98 g/mol.
 
Questão 2: Otimização da Planta de Gás:
A amônia NH₃ utilizada na neutralização é produzida na própria fábrica por meio do Processo Haber-Bosch, uma reação gasosa reversível e exotérmica. A reação não balanceada está apresentada a seguir:

N₂(g) + H₂(g) ⇌ NH₃(g)  ΔH < 0

O diretor da planta exigiu um aumento na produção de amônia para o próximo trimestre sem adicionar mais reagentes. Explique como você deve alterar a temperatura do reator para deslocar o equilíbrio no sentido da formação de amônia NH₃. Justifique sua decisão tecnicamente.

 
Questão 3: Meta de Produção:
Para esta questão, os conceitos de estequiometria se fazem essenciais. Para isso, ela é dividida em duas partes.

Parte 1: nos laboratórios e nas indústrias químicas, considera-se de extrema importância a estequiometria para a determinação da quantidade de substâncias que será produzida nas reações químicas realizadas. Para fortalecer os conceitos sobre o tema e compreender os cálculos da estequiometria, você deve realizar a prática "Estequiometria" do laboratório virtual da ALGETEC. Para acessar, siga o passo a passo descrito no final da atividade. Após realizar o experimento, faça o que se pede:
- Descreva as possíveis reações de decomposição do bicarbonato de sódio (NaHCO₃).
- Calcule a massa do sólido residual teórica após a decomposição do bicarbonato de sódio, partindo de 4,1 g de NaHCO₃ para cada reação descrita no item anterior. Para isso, utilize os valores de massa molar contidos no Sumário Teórico do experimento. A quantidade calculada de sólido residual é igual ou se aproxima da massa mostrada na balança da prática realizada? Adicione uma foto da balança do experimento, evidenciando a massa de soluto.

Parte 2: Com a amônia e o ácido prontos, a reação de neutralização vai ocorrer. Primeiro, escreva a equação química balanceada da reação entre o ácido sulfúrico (H₂SO₄) e a amônia (NH₃), formando o sulfato de amônio. Em seguida, calcule: se o seu reator consumir exatamente 490 kg de ácido sulfúrico puro, qual será a massa teórica máxima de sulfato de amônio produzida (em kg), considerando que a amônia está em excesso? Considere a massa molar do sulfato de amônio igual a 132 g/mol.

 
Questão 4: Segurança Operacional:
A reação que produz sulfato de amônio gera uma grande quantidade de calor. Sabe-se que a entalpia da reação de formação do sulfato de amônio nessas condições é de ΔH = -110 kJ/mol de ácido reagido.
Classifique esta reação quanto à troca de calor (endotérmica ou exotérmica). Em seguida, calcule a quantidade total de calor liberada (em kJ) ao reagir os 490 kg de ácido sulfúrico da Questão 3. Como engenheiro, que tipo de equipamento ou adequação você deve prever no reator para evitar acidentes térmicos?
 
Questão 5: Controle Ambiental:
Após o descarregamento do fertilizante, o reator foi lavado com 2000 L de água. A análise laboratorial detectou 80 g de sulfato de amônio residual nesses 2000 L de solução de lavagem.
A norma ambiental municipal exige que o efluente seja descartado apenas se a concentração de sulfato for inferior a 50 ppm (partes por milhão).
Calcule a concentração desse efluente em ppm e determine: você pode autorizar o descarte direto no corpo hídrico ou a água precisará de tratamento prévio? Assuma que a densidade da solução de lavagem é 1 g/L.

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a) Qual a quantidade de soluto (em gramas) presente em 100 mL de solução de KOH 0,1 mol/L? Assuma que a massa molar do KOH é 56,11 g/mol. A quantidade calculada de soluto é igual ou se aproxima da massa mostrada na balança da prática realizada?

  

ATIVIDADE 1 - QUÍMICA GERAL E EXPERIMENTAL - 53_2026

  

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ATIVIDADE 1
 


​As soluções estão presentes todos os dias em nosso cotidiano, como quando preparamos um café, um leite com achocolatado ou quando adicionamos açúcar ou sal a qualquer alimento ou bebida. Na visão da química, essas soluções que preparamos em nossa cozinha podem ser diferenciadas quanto à quantidade de líquido e de sólido misturados e quanto ao aspecto final da solução preparada.

Fonte: BIGATÃO, D. M. M. M.; GODOI, T. B. de. Química Geral e Experimental. Florianópolis: Arqué, 2024.

​Em um laboratório de controle de qualidade de uma indústria química, você precisa de 100 mL de uma solução 0,1 mol/L usada no processo de saponificação. Acesse o laboratório virtual e realize a prática "Preparo e Diluição de Soluções" utilizando o passo a passo no final da atividade e veja o preparo da solução de KOH de 0,1 mol/L.
 
Etapa 1: Preparo da solução de KOH 0,1 mol/L.
A primeira etapa é realizar uma caracterização completa da solução de KOH 0,1 mol/L. Para isso, você precisa preencher um relatório com algumas informações. Para isso, responda às questões a seguir:
a) Qual a quantidade de soluto (em gramas) presente em 100 mL de solução de KOH 0,1 mol/L? Assuma que a massa molar do KOH é 56,11 g/mol. A quantidade calculada de soluto é igual ou se aproxima da massa mostrada na balança da prática realizada? Adicione uma foto da balança do experimento, evidenciando a massa de soluto.
b) Qual a concentração comum da solução (em g/L)?
 
Etapa 2: Diluição da solução de KOH.
A solução de KOH 0,1 mol/L preparada na Etapa 1 passa a ser a solução estoque desta etapa. Você recebe uma nova demanda: preparar 200 mL de uma solução de KOH 0,01 mol/L para uso em um ensaio de menor concentração.
Você decide trabalhar em duas etapas sucessivas para maior controle: primeiro retira uma alíquota de 20 mL da solução estoque e dilui em um balão de 100 mL; depois retira uma alíquota de 50 mL dessa solução intermediária e dilui em outro balão de 200 mL.
 
c) Calcule a concentração molar da solução obtida após a 1ª etapa de diluição (solução intermediária, balão de 100 mL).
d) Calcule a concentração molar da solução obtida após a 2ª diluição (balão de 200 mL).
e) A concentração final obtida nas duas etapas atende à especificação de 0,010 mol/L? Se não atender, proponha um ajuste no volume da alíquota retirada da solução intermediária para que a concentração-alvo seja atingida exatamente, mantendo o volume final de 200 mL.

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Fonte: BIGATÃO, D. M. M. M.; GODOI, T. B. de. Química Geral e Experimental. Florianópolis: Arqué, 2024.

​Em um laboratório de controle de qualidade de uma indústria química, você precisa de 100 mL de uma solução 0,1 mol/L usada no processo de saponificação. Acesse o laboratório virtual e realize a prática "Preparo e Diluição de Soluções" utilizando o passo a passo no final da atividade e veja o preparo da solução de KOH de 0,1 mol/L.
 
Etapa 1: Preparo da solução de KOH 0,1 mol/L.
A primeira etapa é realizar uma caracterização completa da solução de KOH 0,1 mol/L. Para isso, você precisa preencher um relatório com algumas informações. Para isso, responda às questões a seguir:
a) Qual a quantidade de soluto (em gramas) presente em 100 mL de solução de KOH 0,1 mol/L? Assuma que a massa molar do KOH é 56,11 g/mol. A quantidade calculada de soluto é igual ou se aproxima da massa mostrada na balança da prática realizada? Adicione uma foto da balança do experimento, evidenciando a massa de soluto.
b) Qual a concentração comum da solução (em g/L)?
 
Etapa 2: Diluição da solução de KOH.
A solução de KOH 0,1 mol/L preparada na Etapa 1 passa a ser a solução estoque desta etapa. Você recebe uma nova demanda: preparar 200 mL de uma solução de KOH 0,01 mol/L para uso em um ensaio de menor concentração.
Você decide trabalhar em duas etapas sucessivas para maior controle: primeiro retira uma alíquota de 20 mL da solução estoque e dilui em um balão de 100 mL; depois retira uma alíquota de 50 mL dessa solução intermediária e dilui em outro balão de 200 mL.
 
c) Calcule a concentração molar da solução obtida após a 1ª etapa de diluição (solução intermediária, balão de 100 mL).
d) Calcule a concentração molar da solução obtida após a 2ª diluição (balão de 200 mL).
e) A concentração final obtida nas duas etapas atende à especificação de 0,010 mol/L? Se não atender, proponha um ajuste no volume da alíquota retirada da solução intermediária para que a concentração-alvo seja atingida exatamente, mantendo o volume final de 200 mL.

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A partir do contexto apresentado, identifique os problemas de gestão da manutenção existentes na empresa.

 

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M.A.P.A. – MANUTENÇÃO INDUSTRIAL

 

CONTEXTUALIZAÇÃO

 
Você foi contratado para atuar em uma empresa que atua na fabricação de embalagens plásticas flexíveis para o setor alimentício. A planta dessa fábrica opera em dois turnos de produção e possui três linhas principais, compostas por extrusoras, compressores de ar, esteiras transportadoras, sistemas pneumáticos, painéis elétricos e equipamentos auxiliares.
Nos últimos seis meses, a empresa começou a enfrentar dificuldades para cumprir os prazos de entrega. A análise preliminar realizada pela gerência industrial apontou que uma das principais causas era o aumento das paradas não programadas dos equipamentos produtivos. Atualmente, o setor de manutenção atua quase sempre de forma corretiva, sendo acionado apenas após a ocorrência das falhas.
 
Durante uma reunião entre produção, manutenção e almoxarifado, foram identificadas as seguintes situações:
 
A extrusora E-01 é considerada o equipamento mais importante da linha 1, pois é responsável pela transformação da matéria-prima em filme plástico. Quando esse equipamento para toda a linha fica indisponível. Nos últimos meses, ocorreram falhas recorrentes em resistências elétricas, rolamentos e sistema de refrigeração.
O compressor de ar C-02 abastece os sistemas pneumáticos das três linhas de produção. Existe um compressor reserva, porém ele atende apenas parcialmente à demanda da fábrica. Quando o compressor principal falha, a produção opera com baixa eficiência e algumas máquinas precisam ser desligadas.
A esteira transportadora T-03 realiza o transporte das bobinas até a área de inspeção e embalagem. Quando há falha nesse equipamento, a produção não para imediatamente, mas ocorre acúmulo de material em processo e aumento da movimentação manual.
 
Além disso, a empresa não possui cadastro técnico padronizado dos equipamentos, as ordens de serviço são preenchidas de maneira incompleta, não há planejamento semanal de manutenção e o almoxarifado não mantém controle adequado dos sobressalentes críticos. Em muitos casos, a equipe de manutenção identifica a necessidade de uma peça somente após a máquina já estar parada.
 
Diante desse cenário, a direção da empresa decidiu implantar o Planejamento e Controle da Manutenção (PCM), com o objetivo de organizar as informações técnicas, classificar os equipamentos por criticidade, planejar as atividades preventivas, melhorar a disponibilidade dos ativos e reduzir os custos decorrentes de paradas emergenciais.
 
ETAPA 1
 
A partir do contexto apresentado, identifique os problemas de gestão da manutenção existentes na empresa. Para cada problema identificado, explique brevemente como ele pode impactar a produção, os custos ou a disponibilidade dos equipamentos.
 
ETAPA 2
 
Explique a importância de realizar o cadastro técnico dos equipamentos antes da implantação efetiva do PCM.
Em seguida, para extrusora E-01, compressor de ar C-02 e a esteira transportadora T-03, proponha uma classificação de criticidade para cada um deles: alta, média ou baixa. Justifique sua classificação considerando aspectos como impacto na produção, segurança, custo de parada, existência de equipamento reserva e facilidade de manutenção.
 
ETAPA 3
 
Para acompanhar a evolução do setor de manutenção, a empresa pretende implantar indicadores de desempenho. Considere os seguintes indicadores de manutenção que poderiam ser utilizados pelo PCM para avaliar os resultados obtidos após a implantação do planejamento: Tempo Médio para o Reparo; Tempo Médio entre Falhas; Percentual de manutenção planejada versus corretiva.
Para cada indicador, explique: o que ele mede; por que ele é importante para a gestão da manutenção; como ele pode auxiliar na tomada de decisão da empresa.

 

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