A limpeza de pisos de mármore pode ser feita com solução de ácido clorídrico comercial. Esta solução ácida ataca o mármore, formando água e gás carbônico, conforme a reação a seguir:
CaCO3(s) + 2HCl(aq) → CaCl2(aq) + H2O(l) + CO2(g)
Supondo que ao se limpar um piso de mármore, um empregado provoque uma reação com 9,5 g de carbonato de cálcio, responda:
a) Qual o volume de água formado em litros (L)? Considere que o valor da densidade da água, nesse caso, é 1g/mL. b) Qual o volume de gás carbônico formado nas CPTP?
Respostas
a) 0,00171 Litros de água
b) 2,13 Litros de gás carbônico
Sabendo que o carbonato de cálcio tem fórmula estrutural CaCO3 , e que temos a massa de 9,5g, e que a relação estequiométrica é de 1 mol de carbonato de cálcio para 1 mol de água, podemos fazer a seguinte regra de 3 para encontrar o número de mols da água:
100g de CaCO3 (massa molar do mesmo) ---- 1 mol
9,5g de CaCO3 ---- X = 0,095
x = 0,095 mols
Para cada mol de CaCO3, formamos 1 mol de H2O (de acordo com a equação), sendo assim, então teremos 0,095 mols de H2O também.
Sabendo que encontramos o número de mols da água, e que a massa molar da água é de 18g/mol, podemos então encontrar a massa de água a partir da fórmula:
n = m/MM, onde n representa o número de mols, m representa a massa e MM representa a massa molar, então temos:
0,095 = m/18
m = 18x0,095
m = 1,71g
Agora, sabendo a densidade da água que foi dado no enunciado, podemos encontrar o volume de água formado pela fórmula d = m/V, onde o d representa a densidade, o m representa a massa, e o V representa o volume, então temos:
1g/mL = 1,71g/V
V = 1,71g/1g/mL
V = 1,71mL = 0,00171L de água
Na estequiometria da relação, 1 mol de CaCO3 forma também 1 mol de CO2, sendo assim, temos também 0,095 mols de CO2.
Como, nas CNTP, 1 mol de CO2 tem volume de 22,4L, então fazemos a seguinte regra de 3 para encontrar o volume molar do gás carbônico:
1 mol de CO2 ---- 22,4 L
0,095 mol de CO2 --- x
x = 0,095 * 22,4 / 1 = 2,13 L
Espero ter ajudado, bons estudos.