Uma amostra de um óxido de bário de composição desconhecida forneceu, após exaustivo aquecimento,
de BaO e 366 mL de
medidos nas CNTP.
a) Qual a fórmula empírica do óxido desconhecido?
b) Qual a massa de óxido que existia inicialmente?
a) Qual a fórmula empírica do óxido desconhecido?
b) Qual a massa de óxido que existia inicialmente?
Passo 1
O enunciado nos dá os seguintes dados e pede duas coisas:
- Dados fornecidos:
- Após aquecimento exaustivo, obteve-se
de BaO. - Também foi liberado
de medidos nas CNTP.
- Após aquecimento exaustivo, obteve-se
- Perguntas:
- (a) Qual a fórmula empírica do óxido desconhecido?
- (b) Qual a massa de óxido que existia inicialmente?
Anotações úteis que vou usar (vou explicar tudo passo a passo):
- Em CNTP (0 ºC, 1 atm) o volume molar de um gás ideal é
. - Relação fundamental de estequiometria: moles se relacionam conforme a equação química balanceada; para decidir a fórmula vou comparar os moles de
(obtidos a partir de BaO) e os moles de liberados. - Vou assumir massas molares aproximadas:
e . Portanto: -
. -
.
-
Passo 2
Calcular os moles de
liberados a partir do volume medido nas CNTP.
Explicação rápida (aula curta): o volume molar em CNTP nos diz que cada mol de gás ocupa
. Então o número de mols de
é o volume dividido pelo volume molar.
Cálculo:
Passo 3
Calcular os moles de
formados a partir da massa dada.
Explicação rápida (aula curta): para um sólido usamos massa dividida pela massa molar para obter moles.
Cálculo:
Interpretação imediata:
também é o número de mols de átomos de bário presentes no produto (cada mol de BaO contém 1 mol de Ba).
Passo 4
Relacionar as quantidades obtidas (moles de
e de
) com possíveis fórmulas do óxido inicial e deduzir a fórmula empírica.
Raciocínio didático: suponha que o óxido desconhecido seja um óxido de bário com fórmula
. Ao aquecer pode ocorrer decomposição liberando
e deixando BaO. Exemplos conhecidos: peróxidos (como
) se decompõem assim:
Essa equação balanceada diz: para cada
mol de
consumidos obtém-se
mol de
e
mol de
. Logo:
-
produzido = inicial . -
produzido = inicial .
Vamos verificar se as quantidades medidas obedecem a essa relação. Se
, então esperaríamos
que é muito próximo do valor medido
. A pequena diferença é devida a arredondamento/medidas. Isso mostra coerência com a reação de decomposição do peróxido
.
Conclusão deste passo: o óxido inicial é
(peróxido de bário), logo a fórmula empírica é
.
Passo 5
Explicar por que NÃO é outra fórmula simples e reforçar a lógica estequiométrica.
Se o óxido inicial fosse simplesmente
, não haveria liberação de
ao aquecer — portanto a presença de
exclui
puro. Se fosse um óxido com outra razão O:Ba (por exemplo
fictício), a reação deveria produzir uma relação molar entre
e
diferente da observada; a boa concordância numérica com a decomposição de
confirma que a fórmula é aquela. Em química prática, bário forma peróxido
— é plausível quimicamente também.
Passo 6
Calcular a massa do óxido inicial (massa do
que existia inicialmente).
Explicação rápida (aula curta): já determinámos que o número de mols de
inicial é igual aos mols de
formados, porque a reação
fornece exatamente essa igualdade. Assim:
Agora a massa inicial é:
Fazendo a conta:
Passo 7
Resumo final e incentivo rápido: encontramos que o composto desconhecido é o peróxido de bário
e que havia aproximadamente
desse óxido antes do aquecimento. Bom trabalho — a parte chata é só acompanhar as relações estequiométricas; o resto é aplicar a regra de três massa⇄mol e o volume molar do gás nas CNTP. Você consegue!