Enunciado

Um laboratório forense está analisando uma mistura de dois sólidos, cloreto de cálcio di-hidratado, C a C l 2 ⋅ 2   H 2 O , e cloreto de potássio, K C l . A mistura foi aquecida para eliminar a água de hidratação: C a C l 2 →   2   H 2 O s   C a C l 2 s + 2   H 2 O ( g ) . A massa de uma amostra da mistura antes do aquecimento foi 2,543   g . Após o aquecimento, a massa da mistura de C a C l 2 e cloreto de potássio foi 2,312   g . Calcule a percentagem em massa de cada composto na amostra original.

Passo 1

Queremos calcular a porcentagem de cloreto de cálcio e cloreto de potássio na amostra original. Abaixo está a reação, correta, correspondente à desidratação de  C a C l 2 ⋅ 2   H 2 O .

C a C l 2 ⋅ 2   H 2 O s → C a C l 2 s + 2   H 2 O ( g )

A primeira coisa a ser feita é encontrar a massa de água que foi retirada na desidratação. Podemos calcular subtraindo a massa inicial (antes da desidratação) pela massa final (após a desidratação).

m H 2 O = m i - m f

m H 2 O = 2,543   g - 2,312   g

m H 2 O = 0,231   g

Com a massa de água, podemos encontrar o número de mol retirados na desidratação da seguinte maneira:

Massa mola ( M M ) de H 2 O é 18,01   g . m o l - 1

n H 2 O = m H 2 O M M H 2 O

Onde n é número de mol, m é a massa, M M é a massa molar.

n H 2 O = 0,231   g 18,0 g . m o l - 1 = 0,01283   m o l

Passo 2

Com o número de mol de H 2 O podemos encontrar o número de mol de C a C l 2 . Pela equação química descrita acima, a relação estequiométrica dentre esses dois compostos é:

2   m o l s   H 2 O = 1   m o l   C a C l 2

Assim, temos que:

0,01283   m o l   H 2 O × 1   m o l   C a C l 2 2   m o l   H 2 O = 6,42 × 10 - 3   m o l   C a C l 2

Agora encontramos a massa de cloreto de cálcio em 6,42 × 10 - 3   m o l com relação baixo:

Massa molar de C a C l 2 é 110,98   g . m o l - 1 .

m C a C l 2 = n C a C l 2 × M M C a C l 2

m C a C l 2 = 6,42 × 10 - 3   m o l × 110,98   g . m o l - 1 = 0,712   g

Passo 3

Podemos encontrar agora a massa de K C l presente mistura. Calculamos a massa de cloreto de potássio subtraindo a massa de C a C l 2 da massa final.

m K C l = m f - m C a C l 2

m K C l = 2,312   g - 0,712   g

m K C l = 1,6   g

Passo 4

Com as massas de cada composto presente na mistura, podemos calcular a % de massa de cada um pela seguinte equação:

%   m c o m p o s t o = m c o m p o s t o m i × 100

Assim teremos:

%   m C a C l 2 = 0,712   g 2,543   g × 100 ≅ 28 %

%   m K C l = 1,6   g 2,543   g × 100 ≅ 63 %

%   m H 2 O = 0,231   g 2,543   g × 100 ≅ 9 %

Portanto, a percentagem em massa de C a C l 2 é 28 % , a do K C l é 63 % , a do H 2 O é 9 % .

Resposta

C a C l 2 = 28 %

K C l = 63 %

H 2 O = 9 % .

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