O calcário consiste principalmente no mineral calcita, CaCO3 (100,087 g mol^-1). O carbonato contido em 0,5413 g de calcário em pó foi medido pela suspenção do pó em água, adição de 10,00 mL de uma solução de HCl 1,396 mol L^-1 e aquecimento para dissolver o sólido e expelir o CO2 :
CaCO3(s)+2 H^+ Ca^2++CO2 uparrow+H2 O
O excesso de ácido requereu 39,96 mL de uma solução de NaOH 0,1004 mol L^-1 para a sua titulação completa ao ponto final com fenolftaleína. Encontre a porcentagem em peso de calcita no calcário.

Passo 1

Primeiro, vamos entender o que o enunciado está nos dizendo. Temos 0,5413 g de calcário em pó, que principalmente é composto de calcita ( ). Foi adicionado ácido clorídrico ( ) em excesso para reagir com a calcita e depois medimos o excesso de ácido usando hidróxido de sódio ( ). Para resolver esse exercício, vamos precisar usar conceitos de reações químicas de neutralização e cálculo de porcentagem em massa.

Passo 2

Vamos começar identificando a reação química que ocorre entre a calcita e o ácido clorídrico:
CaCO3(s) + 2 H^+ Ca^2+ + CO2 uparrow + H2O
Essa equação mostra que 1 mol de reage com 2 mols de .

Passo 3

Primeiro, vamos calcular a quantidade de nNaOH = CNaOH times VNaOH = 0,1004 , mol/L times 0,03996 , L = 0,004 , mol usada na titulação do excesso de :
Como a reação entre e é 1:1, a quantidade de excesso de também é 0,004 mol.

Passo 4

Agora, calculamos a quantidade de nHCl total = CHCl times VHCl = 1,396 , mol/L times 0,01000 , L = 0,01396 , mol inicialmente adicionada:
nHCl reagido = nHCl total - nHCl excesso = 0,01396 , mol - 0,004 , mol = 0,00996 , mol
Assim, a quantidade de que reagiu com a calcita é:

Passo 5

Utilizando a estequiometria da reação, como 2 mols de nCaCO3 = nHCl reagido2 = 0,00996 , mol2 = 0,00498 , mol reagem com 1 mol de , temos:

Passo 6

Agora, calculamos a massa de mCaCO3 = nCaCO3 times MCaCO3 = 0,00498 , mol times 100,087 , g/mol = 0,498 , g presente:

Passo 7

Finalmente, determinamos a porcentagem em peso de calcita no calcário:
% , CaCO3 = ( mCaCO3mcalcário ) times 100% = ( 0,498 , g0,5413 , g ) times 100% approx 91,74% á

Resposta

A porcentagem em peso de calcita no calcário é aproximadamente 91,74%.

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