O mineral cerrusita é composto principalmente por carbonato de chumbo, PbCO3, uma amostra do mineral é tratada primeiramente com ácido nítrico, obtendo-se o nitrato de chumbo e posteriormente é adicionado ácido sulfúrico à solução resultante que leva à precipitação do sulfato de chumbo. O PbSO4 é isolado e pesado. Suponha que uma amostra de 0,583 g do mineral tenha produzido 0 , 6 2 8 g de PbSO4. Qual é a porcentagem em massa de PbCO3 na amostra?
Reações:
PbCO3(aq)+2 HNO3(aq) Pb(NO3)2(aq)+H2 O(l)+CO2(g)
Pb(NO3)2( aq )+H2 SO4( aq ) PbSO4(s)+2 HNO3(qq)

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado fala sobre o mineral cerrusita, que é principalmente carbonato de chumbo, PbCO3. Temos uma amostra de 0,583 g desse mineral que, após passar por algumas reações químicas, produz 0,628 g de sulfato de chumbo, PbSO4. Nosso objetivo é descobrir qual é a porcentagem em massa de PbCO3 nessa amostra. Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria, que nos ajuda a relacionar quantidades de reagentes e produtos nas reações químicas.

Passo 2

Primeiro, vamos analisar as reações químicas envolvidas:
  1. Primeira reação:
    PbCO3 + 2,HNO3 Pb(NO3)2 + H2O + CO2
  2. Segunda reação:
    Pb(NO3)2 + H2SO4 PbSO4 + 2,HNO3
Observamos que cada mol de PbCO3 produz um mol de PbSO4. Isso significa que a quantidade de PbSO4 obtida está diretamente relacionada à quantidade de PbCO3 presente na amostra original.

Passo 3

Vamos calcular quantos moles de PbSO4 foram produzidos. Para isso, precisamos da massa molar de PbSO4.
  • Massa molar de PbSO4:
    • Pb: 207,2 g/mol
    • S: 32,07 g/mol
    • O: 16,00 g/mol × 4 = 64,00 g/mol
    • Total: 207,2 + 32,07 + 64,00 = 303,27 g/mol
Agora, a quantidade de moles de PbSO4 é:
Mo<=s de PbSO4 = 0,628,g303,27,g/mol approx 0,00207,mol

Passo 4

Como a relação molar entre PbCO3 e PbSO4 é de 1:1, a quantidade de moles de PbCO3 na amostra também é aproximadamente 0,00207 mol.
Vamos agora calcular a massa de PbCO3 correspondente a essa quantidade de matéria.
  • Massa molar de PbCO3:
    • Pb: 207,2 g/mol
    • C: 12,01 g/mol
    • O: 16,00 g/mol × 3 = 48,00 g/mol
    • Total: 207,2 + 12,01 + 48,00 = 267,21 g/mol
Então, a massa de PbCO3 é:
Massa de PbCO3 = 0,00207,mol times 267,21,g/mol approx 0,553,g

Passo 5

Agora, vamos calcular a porcentagem em massa de PbCO3 na amostra original.
A fórmula para porcentagem em massa é:
Porcenta>=m em massa = ( Massa de PbCO3Massa da amostra ) times 100%
Substituindo os valores:
Porcenta>=m em massa = ( 0,553,g0,583,g ) times 100% approx 94,9%

Resposta

A porcentagem em massa de PbCO3 na amostra é aproximadamente 94,9%.

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