Questão 15) O carbonato de cálcio dissolve-se em ácido clorídrico, produzindo água, dióxido de carbono e cloreto de cálcio, como mostrado na seguinte reação:
CaCO3(s)+2 HCl(aq) H2 O(l)+CO2(g)+CaCl2(aq)
Suponha que 5,0 g de carbonato de cálcio são adicionados a 700,0 mL de HCl 0,13 mol L^-1. Determinar o número de átomos de oxigênio na massa de CO2 formada.

Passo 1

O enunciado dá massa de CaCO3 e volume/concentração de HCl e pede o número de átomos de oxigênio no CO2 formado. Vamos usar: definição de mol (massa molar), concentração molar ( C=n/V), análise de reagente limitante na estequiometria e a constante de Avogadro para converter mol em número de átomos.

Passo 2

Calcular moles de CaCO3 a partir da massa molar ( MCaCO3=100,09 g/mol):
nCaCO3=mM=5,0 g100,09 g/molapprox0,0500 mol
Calcular moles de HCl a partir da concentração e do volume:
nHCl=Ccdot V=0,13 mol/Ltimes0,700 L=0,0910 mol

Passo 3

Da estequiometria
CaCO3+2,HCllongrightarrow CO2+dots
vemos que são necessários 2 mol de HCl para cada mol de CaCO3. Para consumir 0,0500 mol de CaCO3 seriam necessários 0,100 mol de HCl, mas há apenas 0,0910 mol de HCl. Logo, HCl é limitante. A quantidade de CO2 formada (mesma estequiometria 1:1 com CaCO3) é
nCO2=nHCl2=0,0455 mol

Passo 4

Cada molécula de CO2 contém 2 átomos de oxigênio. Usando a constante de Avogadro ( NA=6,022times10^23,mol^-1), o número total de átomos de oxigênio é
NO=nCO2times NAtimes 2 =0,0455times6,022times10^23times2 approx5,48times10^22

Resposta

5,5times10^22 átomos de oxigênio.

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