Bicarbonato de sódio é convertido a carbonato de sódio por calcinação, de acordo com a seguinte reação:
A calcinação de
de amostra impura de
rendeu um resíduo pesando
. Supondo que as impurezas da amostra não são voláteis à temperatura de calcinação, calcule a percentagem de
na amostra.
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte (lista clara das informações que vêm no problema):
- Massa da amostra impura antes da calcinação:
. - Massa do resíduo após calcinação:
. - Reação de calcinação (balanceada):
- Suposição do enunciado: as impurezas são não voláteis (ou seja, permanecem no resíduo) e apenas
se decompõe, liberando e voláteis que escapam.
O que o problema pede:
- Calcular a percentagem em massa de
na amostra original.
Passo 2
Explicando a ideia de solução (didático): a reação é estequiométrica. Para cada
mol de
consumidos forma-se
mol de
. Assim, uma certa massa de
na amostra gera uma massa menor de
no resíduo; a diferença de massa corresponde ao
e
que fugiram. Como as impurezas não volatilizam, o resíduo é a soma da massa de
formada mais a massa das impurezas. Vamos traduzir isso em equações e usar massas molares para ligar massa de
consumida à massa de
formada.
Primeiro, calculamos as massas molares (usar valores atômicos padrão; mostrar como somar):
- Massa molar de
: . - Massa molar de
: . - Massa molar de
: . - Massa molar de
: .
Agora as massas molares dos compostos (cada soma será colocada em destaque):
Substituindo números:
E
Substituindo números:
Passo 3
Relacionando massas pela estequiometria: da reação,
mol de
formam
mol de
. Logo, a massa de
obtida a partir de uma massa
de bicarbonato é
Calculamos a razão (fração de massa que permanece como
por cada massa de
inicial):
Isto significa: cada grama de
gera
g de
no resíduo.
Agora escrevemos a equação de conservação de massa para o resíduo. Seja
a massa de bicarbonato presente na amostra inicial e
a massa de impurezas (não voláteis). Então:
Após a calcinação, o resíduo é
Substituindo
obtemos
Isolando
:
Passo 4
Agora substituímos os valores numéricos conhecidos:
Calculamos a diferença de massas perdida:
E
.
Portanto
Passo 5
Calcular a percentagem em massa de
:
Um comentário rápido e motivador: isso significa que a amostra é muito pura — cerca de
de bicarbonato; as impurezas representam apenas o resto (~
). Bom trabalho sobrevivendo à química estequiométrica — faz sentido e é uma técnica útil em análises gravimétricas!
Resposta
91,86%