Imagine que você é o analista responsável por uma empresa de análises de metais. Um dos clientes que é dono de uma empresa de fabricação de fogos de artifício está com um negócio para comercializar algumas rochas minerais chamadas de estroncianita que possui em sua constituição o SrCO3, que gera a coloração vermelha quando misturado com a pólvora. O problema é que este mineral vem contaminado com BaCO3 e CaCO3. Se a razão SrCO3 / CaCO3 (em massa) for menor que 2,5 e a razão SrCO3 / BaCO3 for menor que 2,12 ; os fogos de artifício não sairão com as cores adequadas. Para a realização desta análise, foi escolhida a análise gravimétrica. Foi utilizada uma massa de 3 5 , 0 3 gramas do minério a qual foi dissolvida em Ácido clorídrico em um Béquer de 5 0 0 , 0 0 m l. Para precipitar o Bário, foi utilizado o cromato de sódio ( Na2 CrO4 ), dando uma massa de 7,651 gramas de BaCrO4. Após a remoção do Bário realizou-se a precipitação do Estrôncio, com Sulfato de sódio ( Na2 SO4 ), gerando uma massa de 23,321 gramas de SrSO4. E finalmente o Calcio foi determinado via precipitação de Oxalato de Calcio, que após a calcinação gerou 2,03 gramas de óxido de Calcio (CaO), Dados: (C=12,00; Ba=137,33; Sr=87,62; S =32,065; O = 15, 99 ; Ca=40,08 ; Na=22,990 ; Cr=51,996 )
ll SrCO3(s)+2 HCl(aq) Sr^2+(aq)+CO2(g)+H2 O(l) & Sr^2+(aq)+SO4^2-(aq) SrSO4(s) BaCO3(s)+2 HCl(aq) Ba^2+(aq)+CO2(g)+H2 O(l) & Ca^2+(aq)+C2 O4^2- CaC2 O4(s)+De<a H CaO(s) Ba^2+(aq)+CrO4^2-(aq) BaCrO4(s) &
Quais as razões em massa de SrCO3 / CaCO3 e SrCO3 / BaCO3 ? O mineral analisado está dentro das especificações do comprador?

Passo 1

O enunciado descreve uma análise gravimétrica para determinar as massas de BaCO3, SrCO3 e CaCO3 presentes em 35,03 g de minério. Vamos usar os dados de massa dos precipitados ( BaCrO4, SrSO4, CaO) e as massas molares para calcular, via número de mols, as massas dos respectivos carbonatos e, em seguida, as razões em massa pedidas.

Passo 2

Precipitado de bário: 7,651 g de BaCrO4.
Massa molar
MBaCrO4 = 137,33 + 51,996 + 4 times 15,99 = 253,286 g/mol
Número de mols
nBaCrO4 = 7,651253,286 = 0,03022 mol,
que equivale a nBaCO3. Como
MBaCO3 = 137,33 + 12,00 + 3 times 15,99 = 197,30 g/mol,
a massa de BaCO3 é
mBaCO3 = 0,03022 times 197,30 = 5,96 g

Passo 3

Precipitado de estrôncio: 23,321 g de SrSO4.
Massa molar
MSrSO4 = 87,62 + 32,065 + 4 times 15,99 = 183,645 g/mol
Número de mols
nSrSO4 = 23,321183,645 = 0,1270 mol,
que equivale a nSrCO3. Como
MSrCO3 = 87,62 + 12,00 + 3 times 15,99 = 147,59 g/mol,
a massa de SrCO3 é
mSrCO3 = 0,1270 times 147,59 = 18,74 g

Passo 4

Precipitado de cálcio (via oxalato e calcinação): 2,03 g de CaO.
Massa molar
MCaO = 40,08 + 15,99 = 56,07 g/mol
Número de mols
nCaO = 2,0356,07 = 0,03622 mol,
que equivale a nCaCO3. Como
MCaCO3 = 40,08 + 12,00 + 3 times 15,99 = 100,05 g/mol,
a massa de CaCO3 é
mCaCO3 = 0,03622 times 100,05 = 3,62 g

Passo 5

Cálculo das razões em massa:
mSrCO3mCaCO3 = 18,743,62 = 5,17, mSrCO3mBaCO3 = 18,745,96 = 3,14
As especificações exigem SrCO3/CaCO3>=2,5 e SrCO3/BaCO3>=2,12, e vemos que ambas as razões estão acima desses limiares.

Resposta

SrCO3/CaCO3 = 5,17 e SrCO3/BaCO3 = 3,14.
O minério analisado está dentro das especificações do comprador.

Exercícios relacionados