O carbonato de cálcio sólido é colocado em presença de uma solução de ácido sulfúrico concentrada e quente segundo a reação:
\mathrm{CaCO}_{3(\mathrm{~s})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4(\mathrm{aq})} \xrightarrow{\text { Conc }} \mathrm{CaSO}_{4(\mathrm{~s})}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O}_{(\mathrm{l})}+\mathrm{CO}_{2(\mathrm{~g})}
Admitindo-se que tenham sido usados 8,0 \mathrm{~g} do sólido:
Quantas moléculas de ácido sulfúrico reagiram? Quantos gramas de ácido sulfúrico reagiram? Quantos mols de ácido sulfúrico reagiram?

Passo 1

O enunciado dá a reação
\mathrm{CaCO}_{3(\mathrm{s})} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4(\mathrm{aq})} \longrightarrow \mathrm{CaSO}_{4(\mathrm{s})} + \mathrm{H}_{2}\mathrm{O}_{(\mathrm{l})} + \mathrm{CO}_{2(\mathrm{g})}
e informa que foram usados 8,0 g de \mathrm{CaCO}_{3}. Pede-se quantos mols, gramas e moléculas de \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4} reagiram. Vamos usar cálculo de mol, razão estequiométrica (1:1), massa molar e constante de Avogadro.

Passo 2

Calcular o número de mols de \mathrm{CaCO}_{3}. A massa molar de \mathrm{CaCO}_{3} é
M_m(\mathrm{CaCO}_{3}) = 40{,}08 + 12{,}01 + 3\times16{,}00 = 100{,}09\;\mathrm{g/mol}
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n(\mathrm{CaCO}_{3}) = \frac{8{,}0\;\mathrm{g}}{100{,}09\;\mathrm{g/mol}} \approx 0{,}0799\;\mathrm{mol}.

Passo 3

Pela estequiometria da reação, 1 mol de \mathrm{CaCO}_{3} consome 1 mol de \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}. Então
n(\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}) = n(\mathrm{CaCO}_{3}) = 0{,}0799\;\mathrm{mol}.

Passo 4

Calcular a massa de \mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}. A massa molar é
M_m(\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}) = 2\times1{,}01 + 32{,}07 + 4\times16{,}00 = 98{,}07\;\mathrm{g/mol}.
Portanto
m(\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}) = n \times M_m = 0{,}0799\times98{,}07 \approx 7{,}84\;\mathrm{g}.

Passo 5

Calcular o número de moléculas usando N_A = 6{,}022\times10^{23}\;\mathrm{mol^{-1}}:
N = n \times N_A = 0{,}0799\times6{,}022\times10^{23} \approx 4{,}81\times10^{22}\text{ moléculas}.é

Resposta

n(\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}) = 0,0799\;\mathrm{mol} m(\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}) = 7,84\;\mathrm{g} N(\mathrm{H}_{2}\mathrm{SO}_{4}) = 4,81\times10^{22}\text{ moléculas}é

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