Questão 1

Uma amostra de 0,8552 \mathrm{~g} de uma liga de cobre é tratada com \mathrm{HNO}_{3} 8 \mathrm{mols} / \mathrm{L} e filtrada. O precipitado é calcinado gerando um resíduo de 0,0632 \mathrm{~g} de \mathrm{SnO}_{2}. O zinco é determinado tomando-se metade do filtrado e precipitando como \mathrm{ZnNH}_{4} \mathrm{PO}_{4}, cuja calcinação formou 0,2231 \mathrm{~g} de \mathrm{Zn}_{2} \mathrm{P}_{2} \mathrm{O}_{7}. O cobre foi determinado como CuSCN usando-se a outra metade do filtrado, gerando um precipitado de 0,5874 \mathrm{~g}. Calcule a percentagem de estanho, zinco e cobre na amostra.

Passo 1

O enunciado dá uma amostra de liga de massa 0,8552,g, da qual determinam-se os teores de estanho, zinco e cobre pelas etapas:
– precipitação do estanho como \mathrm{SnO}_2 (resíduo de 0,0632,g);
– tomando metade do filtrado, precipitação do zinco como \mathrm{ZnNH}_4\mathrm{PO}_4 e calcinação para \mathrm{Zn}_2\mathrm{P}_2\mathrm{O}_7 (resíduo de 0,2231,g);
– com a outra metade do filtrado, precipitação do cobre como \mathrm{CuSCN} (resíduo de 0,5874,g).
Para cada metal, vamos usar a massa do sal obtido, convertê-la em mols, extrair a massa do metal e, se for o caso (zinco e cobre), dobrar o resultado, pois cada precipitação usou apenas metade do filtrado.

Passo 2

Determinar o estanho a partir de \mathrm{SnO}_2.
Massa molar de \mathrm{SnO}_2:
M(\mathrm{SnO}_2) = M(\mathrm{Sn}) + 2M(\mathrm{O}) = 118{,}71 + 2\times16 = 150{,}71\;\mathrm{g/mol}.
Moles de \mathrm{SnO}_2:
n(\mathrm{SnO}_2) = \frac{0,0632}{150{,}71} \approx 4,195\times10^{-4}\;\mathrm{mol}.
Cada mol de \mathrm{SnO}_2 contém 1 mol de Sn, logo
m(\mathrm{Sn}) = n(\mathrm{SnO}_2)\times M(\mathrm{Sn}) = 4,195\times10^{-4}\times118{,}71 \approx 0,0498\;\mathrm{g}.

Passo 3

Determinar o zinco a partir de \mathrm{Zn}_2\mathrm{P}_2\mathrm{O}_7.
Massa molar de \mathrm{Zn}_2\mathrm{P}_2\mathrm{O}_7:
M(\mathrm{Zn}_2\mathrm{P}_2\mathrm{O}_7) =2\times65{,}38 + 2\times30{,}97 +7\times16 =304{,}70\;\mathrm{g/mol}.
Moles de \mathrm{Zn}_2\mathrm{P}_2\mathrm{O}_7 na metade do filtrado:
n(\mathrm{Zn}_2\mathrm{P}_2\mathrm{O}_7) = \frac{0,2231}{304{,}70} \approx 7,32\times10^{-4}\;\mathrm{mol}.
Cada mol de \mathrm{Zn}_2\mathrm{P}_2\mathrm{O}_7 tem 2 mol de Zn, então na metade do filtrado
n(\mathrm{Zn}) =2\times7,32\times10^{-4} =1,464\times10^{-3}\;\mathrm{mol},
m(\mathrm{Zn}) =1,464\times10^{-3}\times65{,}38 \approx0,0957\;\mathrm{g}.
Como só usamos metade do filtrado, a amostra original tem o dobro disso:
m_{\text{total}}(\mathrm{Zn}) =2\times0,0957 =0,1914\;\mathrm{g}.

Passo 4

Determinar o cobre a partir de \mathrm{CuSCN}.
Massa molar de \mathrm{CuSCN}:
M(\mathrm{CuSCN}) =63{,}55 +32{,}06 +12{,}01 +14{,}01 =121{,}63\;\mathrm{g/mol}.
Moles de \mathrm{CuSCN} na metade do filtrado:
n(\mathrm{CuSCN}) = \frac{0,5874}{121{,}63} \approx4,83\times10^{-3}\;\mathrm{mol}.
Cada mol de \mathrm{CuSCN} contém 1 mol de Cu, então na metade do filtrado
m(\mathrm{Cu}) =4,83\times10^{-3}\times63{,}55 \approx0,3068\;\mathrm{g}.
Dobrar para o total da amostra:
m_{\text{total}}(\mathrm{Cu}) =2\times0,3068 =0,6136\;\mathrm{g}.

Passo 5

Calcular as porcentagens em massa na amostra de 0,8552,g:
\%\mathrm{Sn} = \frac{0,0498}{0,8552}\times100\% \approx5{,}82\%,
\%\mathrm{Zn} = \frac{0,1914}{0,8552}\times100\% \approx22{,}39\%,
\%\mathrm{Cu} = \frac{0,6136}{0,8552}\times100\% \approx71{,}79\%.

Resposta

Percentuais na liga:
5,82 % de Sn
22,39 % de Zn
71,79 % de Cu

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