(Brown, LeMay, Bursten, 2005) Uma mistura contendo
e KCl foi aquecida, produzindo os gases
e
, de acordo com as seguintes equações:
O KCl não reage sob essas condições de reação. Se
da mistura produzem
de
de
e
de
, qual era a composição original da mistura? (Suponha decomposição completa)
Passo 1
O enunciado nos dá uma mistura de quatro sais:
,
,
e
, com massa total de
. Ao aquecer, ocorreram as decomposições indicadas:
Foi informado também que
não reage (permanece inerte). As massas dos gases produzidos foram:
O que o problema pede: determinar a composição original da mistura — isto é, as massas de
,
,
e
que somam
.]
Passo 2
Converter as massas de gases em número de mols (essa é a base para ligar os produtos aos reagentes via estequiometria).
Usar massas molares aproximadas (valores usualmente usados em cálculos estequiométricos):
Calcular:
Explicação curta (didática): massa dividida pela massa molar dá o número de mols. Isso é importante porque as equações químicas relacionam quantidades em mols, não em gramas.
Passo 3
Usar as relações estequiométricas das reações para encontrar quantos mols de cada sal reagiram.
- A água formada vem somente da decomposição do bicarbonato de potássio
(segunda equação). Pela reação:
dois mols de
produzem um mol de
. Assim:
(Comentário didático: sempre observe os coeficientes da equação para ver quantos mols de reagente dão mols de produto.)
Passo 4
Relacionar agora o
observado com suas fontes possíveis.
A
pode vir de duas reações:
- cada mol de
produz 1 mol de (porque ); - cada mol de
produz 1 mol de (terceira equação).
Como já determinamos
, a contribuição de
ao
é:
Como o total medido foi
, a quantidade restante vem de
:
Passo 5
Determinar o
usando o
produzido.
Da primeira reação:
Isso significa que 2 mol de
dão 3 mol de
, ou seja, 1 mol de
dá
mol de
. Então, para obter
mols:
Passo 6
Agora convertemos os mols de cada sal em massas usando suas massas molares. Usar massas molares (aproximações usuais):
Calcular massas reagentes:
(Explicação didática: massa = número de mols × massa molar. Aqui multiplicamos os mols que já achamos pelos respectivos
.)
Passo 7
Determinar a massa de
presente originalmente: é a massa total menos a soma das massas dos outros três sais (porque assumimos decomposição completa e
não reage).
Somar as três massas:
Logo:
Passo 8
Dar os resultados em forma prática (arredondando consistentemente). Como os dados originais têm três a quatro algarismos significativos, apresentar massas com quatro dígitos significativos (ou três, se preferir arredondar um pouco):
Massas (arredondadas a quatro algarismos significativos onde aplicável):
Também é útil apresentar percentagens em massa: