Uma suspensão de partículas de carbonato de cálcio em água escoa através de uma tubulação. Sua tarefa é determinar a vazão e a composição em peso desta lama. Você coleta a corrente em uma proveta graduada por 1,00 minuto; depois pesa a proveta, evapora a água e pesa de novo a proveta. Os resultados são os seguintes:
Massa da proveta vazia: 65,0 g
Massa da proveta + lama coletada: 565 g
Volume coletado: 455 mL
Massa da proveta depois da evaporação: 215 g
Calcule:
a fração mássica de CaCO3 na suspensão. Resp.: 0,300 g CaCO 3 / g suspensão

Passo 1

Beleza, o problema é o seguinte: a gente tem uma suspensão de carbonato de cálcio em água que escorre por um tubo. Você coletou essa lama numa proveta por 1 minuto e anotou:
  • Massa da proveta vazia = 65,0 g
  • Massa da proveta + suspensão = 565 g
  • Volume coletado = 455 mL (não vamos usar aqui pra fração mássica, mas daria vazão)
  • Massa da proveta depois da evaporação (sobra só o CaCO₃) = 215 g
Conteúdo: balanço de massa e definição de fração mássica. O que precisamos: achar a massa total da suspensão e a massa de CaCO₃ nela, pra depois calcular a fração mássica.

Passo 2

Primeiro, a massa de suspensão coletada é só a diferença entre a proveta cheia e vazia. Isso porque a proveta vazia já tinha 65,0 g e, com a lama, passou a 565 g.
m_suspensão = 565 g – 65,0 g = 500 g

Passo 3

Agora, pra achar a massa de CaCO₃ que vinha na suspensão, a gente subtrai a massa da proveta vazia da massa da proveta depois de evaporar a água. O que sobra é só o sólido.
m_{CaCO₃} = 215 g – 65,0 g = 150 g

Passo 4

Teoria: fração mássica (também chamada de concentração mássica) é a razão entre a massa do componente de interesse e a massa total da mistura. Matematicamente:
w = mCaCO3msuspensão ã

Passo 5

Substituindo os valores que achamos:
w = 150 g500 g = 0,300

Resposta

A fração mássica de CaCO₃ na suspensão é 0,300 g CaCO₃ / g suspensão.

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