O carbonato de cálcio (CaCO3) é um mineral comum e suas utilizações nas áreas da geoquímica, geofísica, mineralogia e agricultura foram, e ainda são, muito estudadas. O CaCO3 cristaliza-se em três polimorfos diferentes, dos quais, a calcita é termodinamicamente a fase mais estável. A calcinação desse mineral resulta na formação de cal (CaO) e a libertação de CO2. CaCO3 à CaO + CO2 Uma amostra de 35 g de carbonato de cálcio impuro foi submetida à decomposição por aquecimento e verificou-se a produção de 8,2L de gás carbônico que foi medido a 27C° e 1 atm. O porcentual de carbonato de cálcio presente na amostra é aproximadamente: Dados: CaCO3 = 100 g/mol
Respostas
Pela fórmula dos gases ideais pode-se encontrar o número de mols de CO₂ formados. Usando a fórmula dos gases e o R (constante dos gases) = 0,082. Além disso a temperatura deve ser convertida para Kelvin primeiro, pois é está unidade (K) que se usa para as transformações gasosas.
P.V=nRT (euquação dos gases ideais) P = pressao em atm, V=volume em Litros n= número de mols e o T=temperatura.
TK = TºC + 273
TK = Temperatura em Kelvin, TºC = temperatura em Celsius.
TK = 27 + 273 = "300K"
Já tendo convertido a temperatura para Kelvin, basta jogar na fórmula dos gases:
P.V=n.R.T
1 . 8,2 = n . 0.082 . 300
24,6 . n = 8,2
n = 8,2/24,6 = 0,333 mols de CO₂.
Olhando pela fórmula da calcinação do CaCO₃ sabemos a relação entre os mols CaCO₃ e de CO₂ (que é de 1 para 1). Assim, chega-se a conclusão de que 0,333 mols de CO₂ foi formado a partir de 0,333 mols de CaCO₃. Tendo descoberto a quantidade de mols de CaCO₃, basta multiplicar pela Massa Molar dele para descobrir a quantidade em Massa de CaCO₃ que reagiu. Desse modo:
0,333 mol x 100 g/mol = "33,3 g" essa é a massa de CaCO₃ que tinha nos 35 g de carbonato de cálcio impuro. Assim, para encontrar o porcentual de carbonato na amostra basta dividir a massa de CaCO₃ puro (33,3 g) pela massa do CaCO₃ impura (35 g).
33,3/35 = 0,9515 ou 95,15%