O cálcio presente em uma amostra de 200,0 mL de uma água natural foi determinado pela precipitação do cátion como CaC2 O4. O precipitado foi filtrado, lavado e calcinado em um cadinho com uma massa de 26,6002 g quando vazio. A massa do cadinho mais CaO(56,077 g / mol) foi de 26,7134 g. Calcule a concentração de Ca(40,078 g / mol) em água em unidades de gramas por 100 mL de água.

Passo 1

Beleza, vamos lá! O enunciado nos fala sobre uma amostra de água natural de 200,0 mL onde medimos a quantidade de cálcio presente. Para isso, a gente precipitou o cátion de cálcio como CaC2O4. Depois, filtramos, lavamos e calcinamos o precipitado em um cadinho que, vazio, pesa 26,6002 g. Com o CaO, o cadinho pesa 26,7134 g. Nosso objetivo aqui é calcular a concentração de cálcio na água em gramas por 100 mL. Vamos precisar entender as massas envolvidas, usar a relação entre CaC2O4 e CaO, e aplicar algumas fórmulas de molaridade. Vamos por partes!

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir quanto de CaO foi formada durante a calcinação. Para isso, subtraímos a massa do cadinho vazio da massa do cadinho com o CaO:
Massa de CaO = 26,7134 g - 26,6002 g = 0,1132 g
Então, temos 0,1132 g de CaO.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de CaO correspondem a esses 0,1132 g. A fórmula para isso é:
Mols = MassaMassa molar
Sabemos que a massa molar do CaO é 56,077 g/mol, então:
Mols de CaO = 0,1132 g56,077 g/mol approx 0,002016 mol

Passo 4

A próxima etapa é relacionar os mols de CaO com os mols de cálcio ( Ca). A proporção é 1:1, ou seja, cada mol de CaO tem 1 mol de Ca. Portanto, temos:
Mols de Ca = 0,002016 mol

Passo 5

Agora, vamos converter os mols de cálcio para massa. Usamos novamente a fórmula:
Massa = Mols times Massa molar
A massa molar do cálcio ( Ca) é 40,078 g/mol, então:
Massa de Ca = 0,002016 mol times 40,078 g/mol approx 0,0808 g

Passo 6

Por fim, queremos a concentração de cálcio em gramas por 100 mL de água. Sabemos que os 0,0808 g de cálcio estavam em 200,0 mL. Para encontrar a quantidade em 100 mL, fazemos uma regra de três simples:
0,0808 g200,0 mL = x100 mL
Resolvendo para x:
x = 0,0808 g times 100 mL200,0 mL = 0,0404 g

Resposta

A concentração de cálcio na água é de 0,0404 g por 100 mL.

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