Mistura de
e
tem a massa de
, mas a massa restante, depois de aquecimento para eliminação da água, é de apenas
.
Qual a percentagem ponderal de
na mistura inicial?
Qual a percentagem ponderal de
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma mistura de sulfato de cobre anidro (
) e sulfato de cobre penta-hidratado (
) que pesa
. Quando a mistura é aquecida, a água presente no sulfato penta-hidratado se evapora, deixando apenas o sulfato anidro, e essa massa final é
. Nosso objetivo aqui é descobrir que porcentagem dessa mistura inicial era do sulfato penta-hidratado.
Passo 2
Primeiro, vamos entender o que está acontecendo. O sulfato de cobre penta-hidratado tem moléculas de água ligadas a ele. Quando a gente esquenta, essa água sai, e o que sobra é o sulfato de cobre anidro. Então, a diferença de massa antes e depois do aquecimento é justamente a massa da água que saiu.
Passo 3
Vamos chamar:
-
= massa total da mistura = -
= massa do sulfato de cobre anidro na mistura -
= massa do sulfato de cobre penta-hidratado na mistura -
= massa da água que saiu durante o aquecimento
Sabemos que:
E após o aquecimento:
Passo 4
A massa que saiu,
, é a diferença entre a massa antes e depois do aquecimento:
Passo 5
Agora, vamos relacionar
com
. Sabemos que cada molécula de
libera 5 moléculas de água quando aquecida. Então, a massa de água perdida está diretamente relacionada à massa do sulfato hidratado.
Vamos calcular a massa molar:
-
Massa molar do
: - Cu: 63,55 g/mol
- S: 32,07 g/mol
- O: 16,00 g/mol × 4 = 64,00 g/mol
-
: 18,02 g/mol × 5 = 90,10 g/mol - Total:
-
Massa molar da água nas moléculas hidratadas:
Passo 6
A fração de massa de água no sulfato hidratado é:
Isso significa que 36% da massa do
é água.
Passo 7
Sabemos que a massa de água perdida foi de
, que corresponde a 36% da massa do sulfato hidratado:
Passo 8
Agora, voltando à equação inicial:
Passo 9
Finalmente, para encontrar a porcentagem ponderal de
na mistura inicial:
Resposta
A percentagem ponderal de
na mistura inicial é de aproximadamente
.