Considere 50 kg de aço contendo
de carbono. Considerando que esse aço é composto apenas de ferro (
) e carbono (
) calcule a composição do carbono em porcentagem atômica. (
)
Passo 1
O enunciado pede para calcular a composição do carbono em porcentagem atômica (porcentagem em número de átomos) em uma amostra de aço. Dados fornecidos:
Pergunta clara: qual a porcentagem atômica de carbono (% atômico de C) nessa amostra?
Passo 2
Converter unidades e achar as massas de cada elemento (explicando o que significa percentagem em massa). Lembre que
em massa significa que a massa do componente é
vezes a massa total.
Converter
para gramas:
Massa de carbono:
Massa de ferro (restante):
Passo 3
Converter massas em número de mols (a ideia: porcentagem atômica conta números de átomos; para converter massa → número de átomos usamos mols e a massa molar). Fórmula:
onde
é o número de mols,
é a massa em gramas e
é a massa molar em
.
Calcular
:
Calcular
:
Passo 4
Calcular a porcentagem atômica de carbono. Definição: porcentagem atômica de
é
Aqui o total de mols é
Logo a porcentagem atômica de carbono é
Passo 5
Arredondamento e interpretação final: com os dados e aproximações feitas, a porcentagem atômica de carbono vale aproximadamente
. Isso significa que, em termos de número de átomos, cerca de
dos átomos na amostra são átomos de carbono — embora em massa o carbono seja
, por causa das massas atômicas muito diferentes o percentual atômico é diferente.