Questão 8

ESPCEX 2011

Química

(EsPCEx - 2011)

Um laboratorista pesou separadamente uma amostra I, de hidróxido de sódio (NaOH), e uma amostra II, de óxido de cálcio (CaO), e, como não dispunha de etiquetas, anotou somente a soma das massas das amostras (I +II) igual a 11,2g.

Cada uma das amostras I e II foi tratada separadamente com ácido sulfúrico produzindo, respectivamente, sulfato de sódio mais água e sulfato de cálcio mais água Considere o rendimento das reações em questão igual a 100%.

Sendo a soma das massas dos sais produzidos igual a 25,37 g, então a massa da amostra I de hidróxido de sódio (NaOH) e a massa de amostra II de óxido de cálcio (CaO) são, respectivamente:

Dados:

A

6,8 g e 4,4 g.

B

10,0 g e 1,2 g.

C

4,5 g e 6,7 g.

D

2,8 g e 8,4 g.

E

5,5 g e 5,7 g

Gabarito:

2,8 g e 8,4 g.

Resolução:

• Soma das massas das amostras I e II:

m_I + m_II = 11,2 g

As reações que ocorrem são de neutralização da base e do óxido básico:

2 NaOH + H₂SO₄ → Na₂SO₄ + 2 H₂O

CaO + H₂SO₄ → CaSO₄ + H₂O

• Soma das massas de Na₂SO₄ e CaSO₄:

m_Na2SO4 + m_CaSO4 = 25,37g

Pode-se escrever todas as massas como quantidade de matéria vezes a massa molar do composto:

$m_{I} + m_{II} = 11,2 g$

$n_{I}cdot MM_{I} + n_{II}cdot MM_{II} = 11,2g$

$n_{I}cdot 40 + n_{II}cdot 56 = 11,2 g;;;;(i)$

$m_{Na_{2}SO_{4}} + m_{CaSO_{4}} = 25,37 g$

$n_{Na_{2}SO_{4}}cdot MM_{Na_{2}SO_{4}} + n_{CaSO_{4}}cdot MM_{CaSO_{4}} = 25,37 g$

$n_{Na_{2}SO_{4}}cdot 142+n_{CaSO_{4}}cdot 136 = 25,37g;;;; (ii)$

Contudo, as proporções estequiométricas entre NaOH e Na₂SO₄ são de 2 para 1, logo

$n_{Na_{2}SO_{4}} = frac{n_{I}}{2}$

e as proporções estequiométricas entre CaO e CaSO4 são de 1 para 1, logo

$n_{CaSO_{4}} = n_{II}$

Substituindo nas equações (i) e (ii):

$left{egin{matrix} n_{I}cdot 40 + n_{II}cdot 56 = 11,2g\n_{I}cdot frac{142}{2}+n_{II}cdot 136=25,37g end{matrix} ight.$

n_I = 0,07 mol e n_II = 0,15 mol.

Logo, as massas de NaOH e de CaO são respectivamente

$m_{I} = 0,07 molcdot 40 gcdot mol^{-1} = 2,8 g$

$m_{II} = 0,15 molcdot 56 gcdot mol^{-1} = 8,4 g$

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