Um vaso feito com uma massa de porcelana (50% argila, 25% FS e 25% Q) pesa 1 kg antes da queima. Qual é o peso final, após queima?
Passo 1
O enunciado dá que um vaso de porcelana pesa
antes da queima e que sua massa é composta por:
-
argila; -
FS (feldspato); -
Q (quartzo).
A pergunta é: qual será o peso final (após a queima) do vaso?
Passo 2
Entendendo o que muda na queima (explicação didática e física-química, sem pular etapas).
Quando se queima uma mistura cerâmica, nem todos os constituintes perdem massa. Na prática:
- O quartzo (
) e o feldspato ( ) são minerais que, na faixa de temperatura típica da queima da porcelana, praticamente não perdem massa (não têm água estrutural que seja liberada nessa etapa relevante). Ou seja, assumimos que e mantêm sua massa. - A argila (no caso da porcelana, tipicamente caulim/caulinita, fórmula química aproximada
) contém hidroxilas ligadas estruturalmente que são removidas por desidroxilação ao aquecer; isso gera perda de água estrutural e, portanto, perda de massa permanente.
Portanto, para calcular a perda total de massa do vaso devemos:
- Determinar a massa inicial de cada componente lendo as percentagens (pegadas do enunciado).
- Estimar a fração da massa da argila que é perdida na queima (ou seja, a porcentagem de massa da argila que vira vapor d’água por desidroxilação).
- Subtrair essa perda da massa total inicial, pois FS e Q são mantidos.
Passo 3
Quantificar a perda da argila: cálculo a partir da fórmula da caulinita (explicação detalhada).
A caulinita tem fórmula
. Na desidroxilação, dois mols de água são liberados por fórmula unitária (isto é, perde-se massa equivalente a
moléculas de
). Vamos calcular a fração de massa correspondente a essa água estrutural.
Massa molar aproximada da caulinita (usando massas atômicas padrão):
Somando:
Massa de
mols de
:
Fração de massa perdida por desidroxilação:
Comentário simpático: em termos práticos, diz‑se que a caulim/argila perde cerca de
da sua massa por desidroxilação — esse número vem diretamente da estequiometria da caulinita.
Passo 4
Calcular as massas iniciais dos componentes (passo a passo numérico).
Massa total inicial:
Massa da argila (
de
):
Massa do feldspato (
):
Massa do quartzo (
):
Passo 5
Calcular a perda de massa da argila e a massa final do vaso.
Perda de massa da argila (usando a fração
):
Como
e
não perdem massa relevante, a perda total do vaso é apenas
. Assim a massa final após queima é:
Passo 6
Interpretação final e arredondamento amigável.
O resultado exato com as aproximações usadas é
, que equivale a
. Em provas costuma‑se reportar com três casas significativas:
(ou
).