Fez-se análise de um composto contendo sulfato, ferro e amônio [FeSO4 cdot(NH4)2 SO4](MM=284,04 g mol^-1 . A calcinação de 3,0000 g de amostra resultou em 0,6032 g de Fe2 O3(MM Fe2 O3= 159,69 g mol^-1 e MM Fe=55,84 g mol^-1 ). Calcule:
a) a pureza da amostra;
b) a porcentagem de ferro na amostra.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma amostra de um composto que contém sulfato, ferro e amônio, especificamente FeSO4 cdot(NH4)2 SO4, com massa molar de 284,04 g mol^-1. Quando a gente queima (faz a calcinação) 3,0000 g dessa amostra, resulta em 0,6032 g de Fe2 O3. Nosso objetivo é calcular:
a) A pureza da amostra.
b) A porcentagem de ferro na amostra.
Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e cálculos de porcentagem em composição química.

Passo 2

Primeiro, vamos descobrir quantos mols de Fe2 O3 foram formados a partir da calcinação. Para isso, usamos a fórmula:
Mols = MassaMassa Molar
A massa de Fe2 O3 formada é 0,6032 g e a massa molar é 159,69 g mol^-1.
Mols de Fe2 O3 = 0,6032 g159,69 g mol^-1 approx 0,00378 mol

Passo 3

Agora, vamos determinar quantos mols de ferro ( Fe) estão presentes nesses mols de Fe2 O3. A fórmula Fe2 O3 indica que para cada mol de Fe2 O3, temos 2 mols de Fe.
Mols de Fe = 2 times 0,00378 mol = 0,00756 mol

Passo 4

Com os mols de ferro encontrados, vamos calcular a massa total de ferro na amostra. Usamos novamente a fórmula da massa:
Massa = Mols times Massa Molar
A massa molar do ferro ( Fe) é 55,84 g mol^-1.
Massa de Fe = 0,00756 mol times 55,84 g mol^-1 approx 0,422 g

Passo 5

Agora, vamos calcular a porcentagem de ferro na amostra. A porcentagem é dada pela relação entre a massa de ferro e a massa total da amostra, multiplicada por 100.
Porcenta>=m de Fe = ( 0,422 g3,0000 g ) times 100 approx 14,07%

Passo 6

Para encontrar a pureza da amostra, precisamos comparar a massa teórica de Fe2 O3 que deveria ser formada a partir da amostra pura com a massa real obtida na calcinação.
Primeiro, vamos calcular quantos mols de Fe2 O3 deveriam ser formados se a amostra fosse 100% pura. Sabemos que a massa de Fe2 O3 obtida é 0,6032 g a partir de 3,0000 g de amostra.
A massa teórica de Fe2 O3 na amostra pura seria proporcional à massa de ferro presente.
Já calculamos que há 0,422 g de ferro na amostra. Agora, calculamos quantos mols de Fe2 O3 correspondem a essa massa de ferro.
Mols de Fe2 O3 = 0,422 g2 times 55,84 g mol^-1 times 1 mol Fe2 O3/2 mol Fe = 0,00378 mol
A massa teórica de Fe2 O3 seria:
Massa teórica de Fe2 O3 = 0,00378 mol times 159,69 g mol^-1 approx 0,6032 g ó
A pureza é a relação entre a massa real obtida e a massa teórica, multiplicada por 100.
Pureza = ( 0,6032 g0,6032 g ) times 100 = 100%
Entretanto, isso indica que a amostra é pura, mas geralmente, a pureza é calculada comparando a massa do composto a partir da amostra com a massa total da amostra. Vamos ajustar isso:
Pureza = ( Massa do composto puroMassa total da amostra ) times 100 = ( 0,6032 g3,0000 g ) times 100 approx 20,11%

Resposta

a) A pureza da amostra é aproximadamente 20,11%.
b) A porcentagem de ferro na amostra é aproximadamente 14,07%.

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