2- Uma amostra de 25 g de carbonato de cálcio impuro foi submetida à decomposição por aquecimento e verificou-se a produção de 5 L de gás carbônico que foi medido a
e 1 atm . O porcentual de carbonato de cálcio presente na amostra é aproximadamente: Dados:
0,082atm.L/K.mol
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes dados (já indicando que peguei esses números do enunciado):
- massa da amostra impura:
. - volume de
produzido: . - condições de medição do gás:
e . - constante dos gases:
.
O que o problema pede:
- Determinar o porcentual (percentual em massa) de carbonato de cálcio presente na amostra impura.
Passo 2
Plano curto e a fórmula que vamos usar: para transformar o volume de
em quantidade de matéria (mols) usamos a lei dos gases ideais. A lei dos gases ideais é
onde
-
é a pressão do gás (em aqui), -
é o volume do gás (em ), -
é o número de mols do gás (o que queremos), -
é a constante dos gases (dada), -
é a temperatura absoluta (em ).
Vamos usar essa fórmula para achar
.
Passo 3
Converter a temperatura para Kelvin (isso é obrigatório na fórmula):
Agora aplicar a lei dos gases para achar
:
Calcular o denominador primeiro:
Logo
Passo 4
Relacionar isso com a estequiometria da decomposição do carbonato de cálcio. A reação térmica de decomposição é
Essa reação mostra razão molar
mol de
produz
mol de
. Portanto
Passo 5
Calcular a massa de
correspondente a esses mols. Primeiro o cálculo da massa molar (explicando cada termo):
- massa atômica aproximada do cálcio:
, - carbono:
, - oxigênio:
, e há 3 oxigênios.
Então a massa molar de
é
A massa de
que estava na amostra é
Fazendo a conta:
Passo 6
Finalmente o porcentual em massa de
na amostra de
é
Arredondando para uma aproximação prática para a prova, podemos dizer aproximadamente
(ou simplesmente
se quiser ordem de grandeza).