O mercúrio metálico, Hg (massa molar igual a 200 g/mol), é o único metal líquido na temperatura ambiente. O mercúrio pode ser produzido a partir a decomposição do seu óxido HgO (massa molar igual a 216 g/mol) conforme a equação a seguir: HgO(s) → Hg(ℓ) + ½O2(g)
a) Calcule a massa de HgO que se decompôs quando foram produzidos 4,48 litros de O2 nas CNTP.
b) Calcule o grau de pureza do HgO sabendo-se que de 648 g desse material produziu 500 gramas de Hg.

Passo 1

Beleza, vamos resolver esse exercício de Química juntos! O enunciado fala sobre a decomposição do óxido de mercúrio (HgO) para formar mercúrio metálico e oxigênio. Precisamos calcular duas coisas: a massa de HgO que se decompôs para produzir um certo volume de O₂ e o grau de pureza do HgO usado. Para isso, vamos usar conceitos de estequiometria e condições normais de temperatura e pressão (CNTP).

Passo 2

Primeiro, vamos focar na parte a): calcular a massa de HgO que se decompôs para produzir 4,48 litros de O₂ nas CNTP.

Passo 3

Sabemos que, nas CNTP, 1 mol de gás ocupa 22,4 litros. Então, para encontrar quantos mols de O₂ foram produzidos, usamos a fórmula:
n = V22,4, L/mol
Onde:
  • $ V = 4,48, L $ (volume de O₂ produzido)

Passo 4

Calculando os mols de O₂:
nO₂ = 4,48, L22,4, L/mol = 0,2, mol

Passo 5

Agora, olhando para a equação química balanceada:
HgO Hg + 12O2
Isso significa que 1 mol de HgO produz 0,5 mols de O₂.

Passo 6

Para saber quantos mols de HgO foram necessários para produzir 0,2 mols de O₂, usamos a proporção da equação:
nHgO = nO₂0,5 = 0,2, mol0,5 = 0,4, mol

Passo 7

Agora, para encontrar a massa de HgO que se decompôs, usamos a massa molar do HgO, que é 216 g/mol:
mHgO = nHgO times MHgO = 0,4, mol times 216, g/mol = 86,4, g

Passo 8

Passando para a parte b): calcular o grau de pureza do HgO sabendo que 648 g desse material produziu 500 g de Hg.

Passo 9

Primeiro, vamos encontrar quantos mols de Hg correspondem a 500 g:
nHg = 500, g200, g/mol = 2,5, mol

Passo 10

Segundo, olhando novamente para a equação balanceada:
HgO Hg + 12O2
Vemos que 1 mol de HgO produz 1 mol de Hg.

Passo 11

Isso significa que para obter 2,5 mols de Hg, precisamos de 2,5 mols de HgO.

Passo 12

Calculando a massa teórica de HgO necessária para produzir 2,5 mols de Hg:
mHgOteo = nHgO times MHgO = 2,5, mol times 216, g/mol = 540, g

Passo 13

Sabemos que foram usados 648 g de HgO para produzir 500 g de Hg. Agora, para encontrar o grau de pureza, comparamos a massa teórica com a massa real:
Pureza = ( mHgmHgOteo ) times 100% = ( 500, g540, g ) times 100% approx 92,6%

Resposta

a) Foram necessários 86,4 gramas de HgO para produzir 4,48 litros de O₂ nas CNTP.
b) O grau de pureza do HgO é de aproximadamente 92,6%.

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