4,22 g de uma mistura de CaCl2 e NaCl foram solubilizados em água e reagidos com Na2 CO3 para precipitar todo o cálcio na forma de CaCO3. Em seguida, o carbonato de cálcio precipitado foi filtrado da solução. Após, este foi aquecido e transformado em CaO puro. A massa final de CaO obtida foi de 0,959 g. Escreva a reação de decomposição do CaCO3. Qual a percentagem em massa de CaCl2 na mistura origunal?

Passo 1

Beleza, vamos entender o que a questão está pedindo. Temos uma mistura de cloreto de cálcio ( CaCl2) e cloreto de sódio (NaCl) que pesa 4,22 g. Essa mistura foi dissolvida em água e reagiu com carbonato de sódio ( Na2CO3) para precipitar todo o cálcio na forma de carbonato de cálcio ( CaCO3). Depois, esse CaCO3 foi filtrado, aquecido e transformado em óxido de cálcio ( CaO), resultando em 0,959 g de CaO.
Vamos precisar usar conceitos de reações químicas, estequiometria e cálculo de porcentagem em massa para resolver o problema.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a reação de decomposição do carbonato de cálcio ( CaCO3) em óxido de cálcio ( CaO) e dióxido de carbono ( CO2). Essa é uma reação térmica, ou seja, ocorre com o aquecimento.
A reação é:
CaCO3 CaO + CO2

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos moles de CaO foram obtidos. Para isso, usamos a massa molar do CaO.
  • Massa molar do Ca: aproximadamente 40,08 g/mol
  • Massa molar do O: aproximadamente 16,00 g/mol
  • Massa molar do CaO: 40,08 + 16,00 = 56,08 g/mol
Número de moles de CaO:
nCaO = 0,959 g56,08 g/mol approx 0,0171 mol

Passo 4

Pela reação de decomposição, sabemos que 1 mol de CaCO3 produz 1 mol de CaO. Então, a quantidade de moles de CaCO3 que reagiu também é 0,0171 mol.
Agora, vamos descobrir a massa de CaCO3 que foi produzida, usando a massa molar do CaCO3.
  • Massa molar do Ca: 40,08 g/mol
  • Massa molar do C: 12,01 g/mol
  • Massa molar do O: 16,00 g/mol × 3 = 48,00 g/mol
  • Massa molar do CaCO3: 40,08 + 12,01 + 48,00 = 100,09 g/mol
Massa de CaCO3:
mCaCO3 = 0,0171 mol times 100,09 g/mol approx 1,71 g

Passo 5

Sabemos que toda a quantidade de cálcio na mistura original foi convertida em CaCO3. Vamos calcular a quantidade de cálcio presente na mistura original.
A massa de CaCO3 é 1,71 g. Vamos encontrar quantos gramas de cálcio estão nesse CaCO3.
  • Massa molar do CaCO3: 100,09 g/mol
  • Massa molar do Ca: 40,08 g/mol
Fraction of Ca in CaCO3:
40,08100,09 approx 0,400 (ou 40,0%)
Massa de Ca na mistura:
1,71 g times 0,400 approx 0,684 g

Passo 6

Agora, sabemos que na mistura original de 4,22 g havia 0,684 g de CaCl2 (já que CaCl2 é a fonte de cálcio). Podemos calcular a porcentagem em massa de CaCl2 na mistura.
Percenta>=m de CaCl2 = ( 0,684 g4,22 g ) times 100% approx 16,2%

Resposta

A reação de decomposição do carbonato de cálcio ( CaCO3) é:
CaCO3 CaO + CO2
A percentagem em massa de CaCl2 na mistura original é aproximadamente 16,2%.

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