Uma amostra de 0,2905 g contendo somente Pb3 O4 e material inerte dá um precipitado de PbSO4 pesando 0,3819 g. Qual é a pureza da amostra?

Passo 1

Beleza, vamos começar entendendo o que a questão está pedindo. Temos uma amostra que pesa 0,2905 g e que contém apenas Pb3O4 (tetróxido de chumbo) e um material inerte. Quando essa amostra reage, forma um precipitado de PbSO4 (sulfato de chumbo) que pesa 0,3819 g. Queremos descobrir qual é a pureza da amostra original. Para resolver isso, vamos usar conceitos de química analítica, especificamente análise gravimétrica, que relaciona a massa do precipitado formado com a massa do componente puro na amostra.

Passo 2

Primeiro, precisamos entender a reação química envolvida. Quando o Pb3O4 reage com o ácido sulfúrico ( H2SO4), forma-se o PbSO4 e água. A equação balanceada da reação é:
Pb3O4 + 4,H2SO4 3,PbSO4 + 4,H2O
Isso significa que 1 mol de Pb3O4 produz 3 mols de PbSO4.

Passo 3

Agora, vamos calcular a quantidade de mols de PbSO4 que foram formados. Para isso, precisamos do peso molecular do PbSO4:
  • Pb: 207,2 g/mol
  • S: 32,07 g/mol
  • O: 16,00 g/mol × 4 = 64,00 g/mol
Então, o peso molecular do PbSO4 é:
207,2 + 32,07 + 64,00 = 303,27 , g/mol
Agora, calculamos os mols de PbSO4:
Mols de PbSO4 = 0,3819 , g303,27 , g/mol approx 0,00126 , mol

Passo 4

Sabendo que 3 mols de PbSO4 são formados a partir de 1 mol de Pb3O4, podemos encontrar os mols de Pb3O4 usados na reação:
Mols de Pb3O4 = 0,00126 , mol3 approx 0,00042 , mol

Passo 5

Agora, vamos calcular a massa de Pb3O4 pura na amostra. Primeiro, encontramos o peso molecular do Pb3O4:
  • Pb: 207,2 g/mol × 3 = 621,6 g/mol
  • O: 16,00 g/mol × 4 = 64,00 g/mol
Então, o peso molecular do Pb3O4 é:
621,6 + 64,00 = 685,6 , g/mol
Agora, calculamos a massa de Pb3O4:
Massa de Pb3O4 = 0,00042 , mol times 685,6 , g/mol approx 0,288 , g

Passo 6

Finalmente, para encontrar a pureza da amostra, dividimos a massa pura de Pb3O4 pela massa total da amostra e multiplicamos por 100%:
Pureza = ( 0,288 , g0,2905 , g ) times 100% approx 99,2%

Resposta

A pureza da amostra é aproximadamente 99,2%.

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