21 - Cálculos estequiométricos – Parte IV: trabalhando com impurezas

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Cálculos estequiométricos –
Parte IV: trabalhando
com impurezas
Aplicar as Leis Ponderais e Volumétricas na solução de
problemas envolvendo substâncias impuras.
Ao fi nal desta aula, você deve ser capaz de:
 Balancear equações químicas para a solução
de problemas que envolvem cálculos.
 Calcular porcentagem de impureza e pureza.
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Elementos de Química Geral | Cálculos estequiométricos – parte IV: trabalhando com impurezas
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INTRODUÇÃO Em todos os cálculos estequiométricos que fi zemos até esta aula, trabalhamos 
admitindo que as substâncias fossem puras. Na prática, raramente isso acontece, 
apenas em alguns tipos de análises químicas ou em produção farmacêutica. Por 
isso, é importante sabermos trabalhar com substâncias que não se encontram
100% puras.
PUREZA
Em geral, trabalhamos com substâncias que apresentam uma 
certa porcentagem de impurezas. Tomemos como exemplo a pirita 
(FeS2), minério que permite a obtenção de ferro e de gás sulfídrico.
A pirita usada em indústrias apresenta 92% de pureza. O restante (8%)
é considerado impureza, como pequenas quantidades de níquel, cobalto, 
ouro e cobre.
A pirita apresenta coloração amarelada. É conhecida como “ouro dos tolos”, 
devido à sua semelhança com o ouro que, por diversas vezes, enganou 
compradores inexperientes.
Quando realizamos um cálculo estequiométrico envolvendo um
material impuro, temos de descontar da massa fornecida no problema
a parcela relativa às impurezas, antes de efetuarmos nosso cálculo. Isto
porque a relação estequiométrica só é obedecida para um material puro. 
Vamos agora estudar um exemplo de reação envolvendo substâncias
impuras.
Exemplo 1
100g de carbonato de cálcio, com 80% de pureza, são tratados
com ácido clorídrico. O gás obtido é recolhido e pesado. Admitindo
que as impurezas não reajam com o ácido, determine a massa de gás
carbônico produzido, com base na equação:
CaCO3(s) Æ CaO(s) + CO2(g)
a. Primeiramente, vamos calcular a massa real de carbonato de cálcio,
descontando as impurezas.
100 gramas x 80% = 100 x 0,8 = 80 gramas. Isto signifi ca que, dos 100 
gramas originais, apenas 80 gramas são realmente de CaCO3.
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b. Agora podemos efetuar nosso cálculo: 1 mol (CaCO3) –––– 1 mol (CO2)
80g (CaCO3) –––– X mol (CO2)
Convertendo as unidades, teremos:
(massa molar do CaCO3) 100g x 1 mol –––– 1 mol x 44g (massa molar
do CO2)
80g –––– X gramas de CO2
X =
80 44
100
x
= 35,2 gramas de CO2
Tente agora resolver as atividades propostas a seguir!
1. O acetileno, gás utilizado em maçaricos, pode ser obtido a partir do 
carbeto de cálcio (carbureto), de acordo com a equação:
CaC2 + 2 H2O Æ Ca(OH)2 + C2H2
Utilizando-se 1 kg de carbureto com 64% de pureza, calcule o volume de
acetileno obtido em litros, nas CNTP:
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2. Qual é a porcentagem de impureza que existe em uma amostra de 150 
gramas de soda cáustica, contendo 120 gramas de NaOH puro?
Obs: Soda cáustica é o nome comercial do hidróxido de sódio.
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ATIVIDADES
Exemplo 2
O gás hilariante (N2O) pode ser obtido pela decomposição térmica
do nitrato de amônio (NH4NO3):
NH4NO3 
∆ N2O + 2 H2O
Se de 4,0 g do sal obtivermos 2,0 g de gás hilariante, qual é a porcentagem
de pureza do sal?
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a. Neste exemplo, nós temos de descobrir a massa de NH4NO3 que 
realmente reagiu para produzir 2,0 gramas de N2O:
1 mol (NH4NO3) –––– 1 mol (N2O)
X g (NH4NO3) –––– 2,0 g (N2O)
Convertendo as unidades, teremos:
(massa molar do NH4NO3) 80g x 1 mol –––– 1 mol x 44g (massa molar 
do N2O)
X gramas –––– 2,0 gramas de N2O
X =
80 2 0
44
x ,
 = 3,636 gramas
Observe que essa massa de NH4NO3 calculada refere-se à massa do sal que
efetivamente reagiu, ou seja, 3,636 gramas é a massa do NH4NO3 puro.
b. Para calcularmos a porcentagem de pureza deste sal, faremos o 
seguinte cálculo:
4,0 g –––– 100%
3,636 g –––– x % x = 90,6 %
CONCLUSÃO
Nesta aula, nós pudemos prever a quantidade de matéria que
poderá ser produzida em uma reação química com reagentes contendo
determinadas porcentagens de impurezas.
A designação “gás hilariante” nos remete a um produto que pode
fazer com que as pessoas se divirtam, sem riscos. Mas essa imagem 
é incorreta. O chamado gás hilariante é na verdade um composto
químico que tem o nome técnico de óxido de dinitrogênio, cuja 
inalação provoca efeitos anestésicos e ainda um estado de euforia, 
em geral seguido de náuseas e perturbações motoras.
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ATIVIDADES FINAIS 
Agora é a sua vez de tentar resolver as questões a seguir. Mãos à obra!
1. O Leite de Magnésia é uma suspensão de hidróxido de magnésio. Este
medicamento é utilizado para combater a acidez estomacal, provocada pelo
ácido clorídrico encontrado no estômago. Sabe-se que, quando utilizamos 12,2
gramas desse medicamento, neutraliza-se certa quantidade de ácido clorídrico,
produzindo 16,0 gramas de cloreto de magnésio.
Determine a porcentagem de pureza desse medicamento em relação ao hidróxido
de magnésio:
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2. Na reação de 5 g de sódio com 60% de pureza com água, houve desprendimento
de gás hidrogênio, recolhido a 27oC e 1 atm. Determine o volume de H2 obtido
nessas condições:
Obs.: A reação descrita é Na(s) + H2O(l) Æ NaOH(aq) + 1/2 H2(g)
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3. O fósforo branco (P4), usado na produção dos ácidos fosfórico(H3PO4) e
fosforoso(H3PO3), é muito tóxico e emite luz quando em contato com o ar ou
atmosfera de oxigênio. Este fósforo é obtido em forno especial com eletrodos de
grafi te, segundo a equação não balanceada:
Ca3(PO4)2 + SiO2 + CÆ CaSiO3 + CO + P4
Faça o balanceamento dos coefi cientes da equação química e calcule a quantidade,
em gramas, de fosfato de cálcio 80% puro, necessária para obter-se 620 gramas
de fósforo branco:
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INFORMAÇÃO SOBRE A PRÓXIMA AULA
Na nossa próxima aula, vamos trabalhar com situações em que há excesso de um
dos reagentes utilizados.
O fósforo branco é constituído de agrupamentos P4 ligados por forças de Van Der Waals. 
Submetido à temperaturae pressão específi cas, ele pode ser transformado em sua outra forma 
alotrópica, chamada fósforo vermelho. Este é formado por cadeias poliméricas Pn, e difere no 
aspecto e propriedades do anterior. O maior emprego do fósforo é nas indústrias de fósforos 
de segurança. O fósforo de segurança é feito a partir de um oxidante, tal como: clorato de
potássio ou bióxido de manganês; fósforo vermelho ou sulfetos de fósforo (que iniciam a 
combustão); areia silícica (para aumentar o calor desenvolvido pelo atrito); e madeira (ou 
outro material combustível). Oxidante e fósforo podem estar juntos nos fósforos (aqueles que 
acendem esfregando-se sobre qualquer superfície rígida). Ou o oxidante pode encontrar-se 
sobre o palito de fósforo, e o fósforo sobre uma superfície separada (fósforos de segurança).
 Os reagentes normalmente utilizados não se apresentam 100% puros;
 No estudo quantitativo das reações, faz-se necessário determinar a massa do
reagente, descontando todas as impurezas, para determinarmos a quantidade
de produto formada.
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RESPOSTAS
Atividade 1
1.000 g x 0,64 = 640g de acetileno puro
 64g x 1 mol (CaC2) –––– 1 mol x 22,4 L (C2H2)
 640 g –––– X litros Resposta: 224 litros
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Atividade 2
150g –––– 100%
120g –––– X X = 80% de pureza Resposta : 20% de impureza
Atividades Finais
1. A reação descrita no enunciado é: Mg(OH)2 + 2 HCl Æ MgCl2 + 2 H2O. Como a 
proporção estequiométrica é de 1:1 entre o hidróxido de magnésio e o cloreto
de magnésio, teremos: 58g de Mg(OH)2 –––– 95g de MgCl2
X g –––– 16,0g X = 9,77g de Mg(OH)2 puros
Cálculo da porcentagem de pureza: 12,2g –––– 100%
9,77g –––– x Resposta: 80%
2. 1,6 litro
3. 3875 gramas
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