Question

Em uma aula experimental de Química, um aluno provocou a reação entre 1 Kg de calcário (CaCO3) e excesso de ácido clorídrico (HCl), produzindo cloreto de cálcio, água e gás carbônico. Considerando o grau de pureza do CaCO3 igual a 90%, calcule o volume de gás carbônico liberado, nas CNTP.

URGENTEEE

Answer 1

Oi! Resolveremos um execício sobre estequiometria.

• O que é uma reação química?

Uma reação química é a modificação da(s) substância(s) no seu estado original (reagente), gerando o(s) produto(s).

• O que é estequiometria?

A estequiometria nos permite associar as quantidades de reagentes e produtos. Ela se baseia principalmente na Lei de Lavoisier (lei da conservação das massas) e na Lei de Proust (lei das proporções definidas).

• Reagentes limitante e em excesso

Em uma reação química, o reagente limitante é aquele que será consumido primeiro e é o único que será consumido por completo. Todos os que sobrarem são chamados de reagentes em excesso. Portanto, quando formos trabalhar com uma reação que possui reagente limitante e em excesso, sempre devemos dar mais atenção ao limitante, pois o consumo total dele indica o fim da reação.

• Equação balanceada

A equação balanceada da reação entre o calcário (CaCO₃) e o ácido clorídrico (HCl) é:

$CaCO_3 + 2HCl\rightarrow CaCl_2 + H_2O + CO_2$

• Primeiras análises

Primeiramente, iremos realizar uma regra de três para descobrir a massa de CaCO₃ puro.

$\dfrac{1~kg}{100~\%}=\dfrac{x~kg}{90~\%}\\\\\\\dfrac{1}{100}=\dfrac{x}{90}\\\\\\90=100x\\\\\\\dfrac{90}{100}=x\\\\\\\boxed{x=0,9~kg}$

Logo, a massa de calcário puro é de 0,9 kg ou 900 g.

Já que o nosso reagente limitante é o calcário, precisaremos apenas das suas informações para resolver o exercício. Afim de descobrir a sua massa molar, consultaremos a tabela periódica.

➫ Ca = 40 g/mol

➫ C = 12 g/mol

➫ O = 16 g/mol

$\boxed{CaCO_3}\\\\40+12+16\cdot3\\\\52+48\\\\\rightarrow~100~g~\leftarrow$

Então, a massa molar do CaCO₃ é 100 g/mol.

Vamos fazer outra regra de três para saber quantos mols 900 g de calcário equivalem.

$\dfrac{100~g}{1~mol}=\dfrac{900~g}{x~mol}\\\\\\100x=900\\\\\\x=\dfrac{900}{100}\\\\\\\boxed{x=9~mols}$

Com 9 mols de calcário a equação balanceada será (seguindo a Lei de Proust):

$9~CaCO_3 + 18~HCl\rightarrow9~CaCl_2 + 9~H_2O + 9~CO_2$

Logo, 9 mols de gás carbônico (CO₂) serão formados.

• O que é CNTP?

CNTP significa condições normais de temperatura e pressão. Esses valores são: T = 0°C (ou 273 K) e p = 100000 Pa (ou 1 atm).

• Como resolver?

Para descobrirmos o volume de gás carbônico liberado, faremos uso da equação de Clapeyron.

$\large\boxed{p\cdot V=n\cdot R\cdot T}$

Onde,

➫ p = 1 atm

➫ V = ?

➫ n = 9 mols

➫ R = 0,082 atm.l/mol.K

➫ T = 273 K

Note que as unidades de volume, pressão e temperatura dependem da constante universal dos gases (R).

Substituindo os dados na equação, temos

$1\cdot V=9\cdot0,082\cdot273\\\\\boxed{V=201,474~L}$

• Qual é a resposta?

Portanto, quando em condição normais de temperatura e pressão 1 kg de calcário com 90% de pureza reage com excesso de ácido clorídrico, são liberados 201,474 L de gás carbônico.

☑ Saiba mais em:

1. Reagentes limitante e em excesso: brainly.com.br/tarefa/17834946

2. Lei de Lavoisier e Lei de Proust: brainly.com.br/tarefa/3876765

3. Balanceamento químico: brainly.com.br/tarefa/3384800

4. Regra de três: brainly.com.br/tarefa/22557026

Espero ter ajudado. Qualquer dúvida pode deixar nos comentários. Bons estudos! ♥️