Uma amostra de
de uma liga de cobre é tratada com
mols/L e filtrada. O precipitado é calcinado gerando um resíduo de
de
. O zinco é determinado tomando-se metade do filtrado e precipitando como
, cuja calcinação formou
de
. O cobre foi determinado como CuSCN usando-se a outra metade do filtrado, gerando um precipitado de
. Calcule a percentagem de estanho, zinco e cobre na amostra e a impureza.
Passo 1
O enunciado dá uma amostra de liga com massa
e fornece três resultados experimentais obtidos após tratamentos e precipitações. As perguntas pedem: calcular a percentagem em massa de estanho, zinco e cobre na amostra e calcular a percentagem de impureza (o que sobra). Dados fornecidos:
- Resíduo (após calcinação do precipitado de estanho): massa de
- Do filtrado: tomou-se metade para precipitar o zinco; após calcinação obteve-se
(essa massa corresponde à metade do filtrado). - A outra metade do filtrado foi usada para precipitar o cobre como
, cujo precipitado pesado foi
O que é pedido:
- Percentagem em massa de estanho (
) na amostra. - Percentagem em massa de zinco (
) na amostra. - Percentagem em massa de cobre (
) na amostra. - Percentagem de impureza (100% menos a soma das três percentagens acima).
Passo 2
Como vamos transformar massas de compostos obtidos experimentalmente em massas dos elementos, lembro os conceitos e relações úteis (passo-a-passo didático):
- Molaridade e equilíbrio não são necessários aqui; precisamos da relação entre massa de composto formado e número de mols do elemento desejado.
- Conceito de mol: a massa molar (em g·mol^{-1}) nos diz quantos gramas tem 1 mol de uma substância. Para converter massa em mols:
- Para obter a massa do elemento a partir da massa do composto: calcular os mols do composto, multiplicar pelo fator estequiométrico (quantos átomos do elemento há por fórmula do composto) e multiplicar pelos gramas por mol do elemento (massa atômica).
- Atenção com a metade do filtrado para o zinco: a massa de
obtida corresponde à metade do filtrado, logo o zinco total na amostra será o dobro do que foi determinado a partir dessa metade. - Fatores estequiométricos relevantes:
- Em
: há 1 átomo de por fórmula. - Em
: há 2 átomos de por fórmula. - Em
: há 1 átomo de por fórmula.
- Em
Passo 3
Calcular as massas molares (usando massas atômicas padrões:
,
,
,
,
,
,
,
; unidades em
).
- Massa molar de
:
- Massa molar de
:
- Massa molar de
:
Passo 4
Determinar a massa de estanho (
) a partir de
.
- Mols de
:
- Cada mol de
contém 1 mol de , logo
- Massa de
:
- Percentagem de
na amostra:
(Arredondei aqui para duas casas decimais por clareza; a mantissa intermediária foi usada nas contas.)
Passo 5
Determinar a massa de zinco (
) a partir de
.
- Mols de
obtidos na metade do filtrado:
- Cada fórmula
tem 2 átomos de , logo mols de na metade do filtrado:
- Como essa quantidade corresponde à metade do filtrado, a quantidade total de
na amostra é o dobro:
(Resumo prático: fator total =
(átomos Zn por fórmula)
(metade do filtrado)
vezes
.)
- Massa de
:
- Percentagem de
na amostra:
Passo 6
Determinar a massa de cobre (
) a partir de
.
- Mols de
:
- Cada mol de
contém 1 mol de , logo
- Massa de
:
- Percentagem de
na amostra:
Passo 7
Calcular a massa e a percentagem da impureza (o que não foi contabilizado como
,
ou
).
- Soma das massas dos três elementos:
- Massa da impureza:
- Percentagem da impureza:
- Verificação rápida:
(diferenças de arredondamento somente).