Qual é o grau de pureza de uma amostra de 2,0 g de bicarbonato de sódio, sabendo-se que a mesma, quando colocada em contato com HCl , libera 0,480 litros de gás carbônico, medido a 0^circ C e 1 atm .

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício juntos! A gente tem uma amostra de bicarbonato de sódio ( ) com massa de . Quando essa amostra é colocada em contato com ácido clorídrico ( ), ela libera de gás carbônico ( ), medido a e 1 atm. Nosso objetivo é descobrir qual é o grau de pureza dessa amostra. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e a lei dos gases ideais.

Passo 2

Primeiro, vamos entender a reação química que está acontecendo aqui. A reação entre o bicarbonato de sódio e o ácido clorídrico é:
NaHCO3 + HCl NaCl + H2O + CO2
Isso significa que 1 mol de produz 1 mol de .

Passo 3

Agora, precisamos descobrir quantos mols de PV = nRT foram produzidos. Para isso, vamos usar a lei dos gases ideais, que é dada por:
T = 0^circ C + 273,15 = 273,15 , K
Onde:
  • é a pressão (1 atm),
  • é o volume do gás (0,480 L),
  • é o número de mols,
  • é a constante dos gases ideais ( ),
  • é a temperatura em Kelvin.
Primeiro, convertemos a temperatura de Celsius para Kelvin:

Passo 4

Agora, vamos reorganizar a equação para encontrar n = PVRT :
n = 1 , atm times 0,480 , L0,0821 , L·atm/mol·K times 273,15 , K
Substituindo os valores:
n approx 0,48022,414 approx 0,0214 , mol
Calculando o valor de :

Passo 5

Como vimos na reação, 1 mol de produz 1 mol de . Então, se foram produzidos 0,0214 mol de , isso significa que a quantidade de na amostra pura também é 0,0214 mol.

Passo 6

Agora, vamos converter os mols de Massa de NaHCO3 = n times massa molar = 0,0214 , mol times 84,01 , g/mol approx 1,80 , g para massa. A massa molar do é aproximadamente .

Passo 7

Agora, para encontrar o grau de pureza, comparamos a massa de Grau de pureza = ( Massa de NaHCO3Massa total da amostra ) times 100% pura com a massa total da amostra:
Grau de pureza = ( 1,80 , g2,0 , g ) times 100% = 90%
Substituindo os valores:

Resposta

O grau de pureza da amostra de bicarbonato de sódio é de 90%.

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