Método para determinação de sulfato em água por gravimetria.
Método: baseia-se na precipitação de sulfato com bário segundo a reação:
Ba^2+ (a q)+SO4 ^2- (a q) rightarrow BaSO4(s) ; Kps=1,5 times 10^-9(25^circ C)
O precipitado de sulfato de bário é então seco (110^circ C), pesado e a massa é usada no cálculo do sulfato na amostra.
Cálculo. Considerando que um volume de 250 mL de uma amostra de água mineral foi analisada adicionando cloreto de bário para precipitar completamente o sulfato na forma de sulfato de bário. Após a secagem do precipitado (110^circ C) obteve-se 0,0054 g de sulfato de bário anidro. Calcule a massa de sulfato na amostra e a porcentagem de sulfato na amostra. [Resposta: 2,22 times 10^-3 g de sulfato; 8,89 times 10^-4 % de sulfato]

Passo 1

Então, a gente tem um exercício de química que trata sobre gravimetria, que é um método para determinar a quantidade de uma substância em uma amostra pesando um precipitado formado. Aqui, a gente vai calcular quanto sulfato tem em uma amostra de água mineral usando esse método. Para resolver isso, vamos precisar entender a reação química envolvida, calcular as massas usando proporções molares e depois determinar a porcentagem de sulfato na amostra.

Passo 2

Primeiro, vamos olhar a reação química que forma o sulfato de bário (BaSO₄):
Ba^2+ + SO4^2- rightarrow BaSO4
Essa reação mostra que íons de bário e sulfato se combinam para formar BaSO₄ sólido. A massa desse sólido que foi pesada após a precipitação vai nos ajudar a encontrar a quantidade de sulfato na amostra original.

Passo 3

Vamos calcular a massa molar do BaSO₄ para entender quantos mols estão sendo formados:
  • Massa molar do Ba: aproximadamente 137,33 g/mol
  • Massa molar do S: aproximadamente 32,07 g/mol
  • Massa molar do O: aproximadamente 16,00 g/mol × 4 = 64,00 g/mol
Então,
Massa molar do BaSO4 = 137,33 + 32,07 + 64,00 = 233,40 , g/mol

Passo 4

Agora, vamos calcular quantos mols de BaSO₄ foram formados a partir da massa seca:
Mols de BaSO4 = 0,0054 , g233,40 , g/mol approx 2,31 times 10^-5 , mol

Passo 5

A reação mostra que 1 mol de BaSO₄ é formado a partir de 1 mol de sulfato (SO₄²⁻). Então, a quantidade de mols de sulfato na amostra também é de aproximadamente 2,31 times 10^-5 mol.

Passo 6

Vamos agora converter esses mols de sulfato para massa. A massa molar do SO₄²⁻ é:
Massa molar do SO4^2- = 32,07 + 64,00 = 96,07 , g/mol
Então,
Massa de SO4^2- = 2,31 times 10^-5 , mol times 96,07 , g/mol approx 2,22 times 10^-3 , g

Passo 7

Para encontrar a porcentagem de sulfato na amostra, vamos considerar que a amostra tinha um volume de 250 mL. Assumindo que a densidade da água mineral é próxima a 1 g/mL, a massa da amostra é aproximadamente 250 g.
Então, a porcentagem de sulfato é:
Porcenta>=m de SO4^2- = ( 2,22 times 10^-3 , g250 , g ) times 100% approx 8,89 times 10^-4%

Resposta

A massa de sulfato na amostra é 2,22 times 10^-3 g e a porcentagem de sulfato na amostra é 8,89 times 10^-4%.

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