Em um experimento para determinar a pureza de uma amostra de carbonato de alumínio, Al2(CO3)3, foi realizada a decomposição do composto com HCl , liberando dióxido de carbono (CO2), que foi coletado e quantificado. Uma amostra de 0,8102 g de Al2(CO3)3 impuro foi tratada com HCl , e o CO2 liberado foi coletado em óxido de cálcio, resultando em uma massa de 0,0515 g de CO2. Calcule a porcentagem de alumínio presente na amostra.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma amostra de carbonato de alumínio, Al2(CO3)3, e queremos descobrir qual a porcentagem de alumínio nela. Para isso, usamos uma reação com HCl que libera CO2, e sabemos a massa desse gás liberado. Vamos precisar de conceitos de estequiometria, que nos ajudam a relacionar quantidades de reagentes e produtos em uma reação química.

Passo 2

Primeiro, vamos escrever a equação balanceada da reação entre o carbonato de alumínio e o HCl:
Al2(CO3)3 + 6, HCl 2, AlCl3 + 3, CO2 + 3, H2O
Isso nos mostra que 1 mol de Al2(CO3)3 produz 3 mols de CO2.

Passo 3

Agora, vamos calcular quantos mols de CO2 foram produzidos. Sabemos que a massa de CO2 coletada foi de 0,0515 g. Para isso, usamos a fórmula:
Mols = MassaMassa molar
A massa molar do CO2 é:
C = 12,01 , g/mol O2 = 2 times 16,00 , g/mol = 32,00 , g/mol Massa molar do CO2 = 12,01 + 32,00 = 44,01 , g/mol
Então:
Mols de CO2 = 0,0515 , g44,01 , g/mol approx 0,00117 , mol

Passo 4

Sabendo que 3 mols de CO2 são produzidos por 1 mol de Al2(CO3)3, podemos encontrar os mols de Al2(CO3)3 usados:
Mols de Al2(CO3)3 = 0,00117 , mol3 approx 0,00039 , mol

Passo 5

Agora, vamos descobrir a quantidade de alumínio nessa quantidade de Al2(CO3)3. Cada mol de Al2(CO3)3 contém 2 mols de alumínio:
Mols de Al = 2 times 0,00039 , mol approx 0,00078 , mol

Passo 6

Convertendo os mols de alumínio para massa, usamos a massa molar do alumínio:
Massa molar de Al = 26,98 , g/mol Massa de Al = 0,00078 , mol times 26,98 , g/mol approx 0,0210 , g

Passo 7

Por fim, calculamos a porcentagem de alumínio na amostra impura:
% , Al = ( 0,0210 , g0,8102 , g ) times 100% approx 2,59%

Resposta

A porcentagem de alumínio presente na amostra é de aproximadamente 2,59%.

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