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(Ufpr 2018) O carbonato de sódio é um composto largamente usado para corrigir o pH em diversos sistemas, por exemplo, água de piscina. Na forma comercial, ele é hidratado, o que significa que uma quantidade de água está incluída na estrutura do sólido. Sua fórmula mínima é escrita como 2 3 2Na CO xH O, em que x indica a razão de mols de água por mol de 2 3Na CO . O valor de x pode ser determinado através de uma análise gravimétrica. Uma amostra de 2,574 kg do sal hidratado foi aquecida a 125 C, de modo a remover toda a água de hidratação. Ao término, a massa residual de sólido seco foi de 0,954 kg. Dados: 1 2 3 2M (g mol ) : Na CO 106; H O 18.− = = a) Calcule a quantidade de matéria presente no sal seco. Mostre claramente seus cálculos. b) Calcule a quantidade de matéria de água que foi removida pelo aquecimento. Mostre claramente seus cálculos. c) Calcule a razão entre os resultados dos itens b) e a). d) Forneça a fórmula mínima do sal hidratado incluindo o valor de x.

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há 2 anos

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há 2 anos

a) Para calcular a quantidade de matéria presente no sal seco, é necessário subtrair a massa do sólido seco da massa inicial da amostra: Massa do sal hidratado = 2,574 kg Massa do sal seco = 0,954 kg Massa de água removida = Massa do sal hidratado - Massa do sal seco Massa de água removida = 2,574 kg - 0,954 kg Massa de água removida = 1,620 kg Agora, é possível calcular a quantidade de matéria presente no sal seco: n = m/M n = 0,954 kg / 106 g/mol n = 0,009 mol Portanto, a quantidade de matéria presente no sal seco é de 0,009 mol. b) Para calcular a quantidade de matéria de água que foi removida pelo aquecimento, é necessário converter a massa de água removida em quantidade de matéria: n = m/M n = 1,620 kg / 18 g/mol n = 0,090 mol Portanto, a quantidade de matéria de água removida é de 0,090 mol. c) A razão entre a quantidade de matéria de água removida e a quantidade de matéria presente no sal seco é: 0,090 mol / 0,009 mol = 10 Portanto, a razão entre os resultados dos itens b) e a) é de 10. d) Para determinar a fórmula mínima do sal hidratado, é necessário calcular a razão entre os átomos de sódio, carbono, oxigênio e hidrogênio presentes na molécula. A partir dos dados fornecidos, é possível determinar que a massa molar do sal hidratado é de 286 g/mol (106 g/mol para Na2CO3 e 18 g/mol para H2O, multiplicados por 2 e 10, respectivamente). A massa de cada elemento presente na molécula é: Massa do sódio = 2 x 23 g/mol = 46 g/mol Massa do carbono = 1 x 12 g/mol = 12 g/mol Massa do oxigênio = 3 x 16 g/mol + 10 x 18 g/mol = 174 g/mol Massa do hidrogênio = 2 x 1 g/mol + 10 x 1 g/mol = 12 g/mol A razão entre os átomos é: Na2CO3 • xH2O Na2CO3 = 46 g/mol H2O = 18 g/mol 46 g/mol / (46 g/mol + 12 g/mol + 174 g/mol + 12 g/mol) = 0,166 12 g/mol / (46 g/mol + 12 g/mol + 174 g/mol + 12 g/mol) = 0,042 174 g/mol / (46 g/mol + 12 g/mol + 174 g/mol + 12 g/mol) = 0,609 18 g/mol / (46 g/mol + 12 g/mol + 174 g/mol + 12 g/mol) = 0,173 A razão entre os átomos é próxima de 1:3:1:10, o que indica que a fórmula mínima do sal hidratado é Na2CO3 • 10H2O.

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