Uma amostra de 0.8860 g que contém oxalato de cálcio foi calcinada até a massa constante de 0,6140 \mathrm{~g}. Calcule a percentagem de \mathrm{CaC}_{2} \mathrm{O}_{4} presente na amostra. Resp: 54,60 \%
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede uma única coisa:
Massa da amostra total: 0,8860\\ \mathrm{g}.
Após calcinação até massa constante, massa do resíduo: 0,6140\\ \mathrm{g}.
A amostra contém oxalato de cálcio \mathrm{CaC_2O_4}.
Pede: calcular a percentagem (por cento em massa) de \mathrm{CaC_2O_4} presente na amostra.
Observação de leitura: a massa inicial da amostra inclui tudo (oxalato de cálcio mais outras substâncias, possivelmente não voláteis). A calcinação faz \mathrm{CaC_2O_4} decompor-se liberando gases e deixando um óxido de cálcio sólido (uma prática comum em análise gravimétrica). A resolução começa no próximo passo.
Passo 2
Primeiro passo numérico simples: calcular a massa perdida durante a calcinação. Isso é importante porque a perda de massa vem da decomposição do oxalato de cálcio.
Explicação didática curta: quando uma substância se decompõe por aquecimento e forma um sólido menos pesado (ex.: transformar \mathrm{CaC_2O_4} em \mathrm{CaO} e gases), a massa dos gases escapa e é justamente a diferença entre a massa do composto original e a massa do óxido sólido formado. Por isso podemos relacionar a massa perdida com a quantidade de \mathrm{CaC_2O_4} originalmente presente.
Passo 3
Escrever a reação de decomposição (forma qualitativa que interessa para a conservação de massa do elemento cálcio):
\mathrm{CaC_2O_4 \xrightarrow{\Delta} CaO + \text{gases (CO, CO_2,\dots)}.}
Nessa transformação, cada mol de \mathrm{CaC_2O_4} dá 1 mol de \mathrm{CaO}. Portanto a massa perdida por mol de \mathrm{CaC_2O_4} é a diferença entre a massa molar de \mathrm{CaC_2O_4} e a massa molar de \mathrm{CaO}.
Agora calcular as massas molares necessárias (usar valores aproximados usuais: \mathrm{Ca}=40{,}08, \mathrm{C}=12{,}01, \mathrm{O}=16{,}00; sempre lembrar o que cada número representa):
Didática: \Delta M é a massa de gás(es) liberada quando 1 mol de \mathrm{CaC_2O_4} se decompõe até formar 1 mol de \mathrm{CaO}. Assim, se conhecemos a massa total perdida experimentalmente, podemos achar quantos mols de \mathrm{CaC_2O_4} se decomporam.
Passo 4
Calcular o número de mols de \mathrm{CaC_2O_4} que se decomporam usando a massa perdida experimental \Delta m:
Interpretação: desses 0,4838\\ \mathrm{g} de \mathrm{CaC_2O_4}, após calcinação ficou somente o \mathrm{CaO} (com massa menor) e o restante da massa da amostra (não volátil) ficou inalterado. Não precisamos separar esses outros componentes para responder à pergunta da percentagem.
Passo 5
Calcular a percentagem de \mathrm{CaC_2O_4} na amostra original:
Breve comentário de incentivo: deu trabalho raciocinar pelas massas molares e pela ideia de que a perda de massa é causada pelos gases liberados, mas o procedimento é sempre o mesmo em problemas gravimétricos — relacionar massa perdida com mudança molar conhecida. Você mandou bem chegando até aqui!