(Albert Einstein 2017)
Um resíduo industrial é constituído por uma mistura de carbonato de cálcio (CaCO3) e sulfato de cálcio (CaSO4). O carbonato de cálcio sofre decomposição térmica se aquecido entre 825 e 900 ºC, já o sulfato de cálcio é termicamente estável. A termólise do CaCO3 resulta em óxido de cálcio e gás carbônico.
CaCO3(s) → CaO(s) + CO2(g)
Uma amostra de 10,00 g desse resíduo foi aquecida a 900 C até não se observar mais alteração em sua massa. Após o resfriamento da amostra, o sólido resultante apresentava 6,70 g.
O teor de carbonato de cálcio na amostra é de, aproximadamente,
Dados: Ca = 40 g/mol; C = 12 g/mol; O = 16 g/mol
Esta é nossa mistura
ela é submetida ao aquecimento e o carbonato de cálcio sofre decomposição, processo já ilustrado na questão.
Quando formos trabalhar com equações a primeira coisa que temos que fazer é balanceá-la.
Inicialmente nós consideramos 1 mol de cada substância
No lado esquerdo nós temos 1 mol de CaCO3
1 CaCO3
se em 1 molécula de CaCO3 há 1 átomo de Ca, então em 1 mol de carbonato nós temos 1 mol de Ca.
Simples não?!
Pelo mesmo raciocínio temos 1 mol de C. E como são 3 átomos de O em 1 molécula de CaCO3
CaCO3
então em 1 mol temos 3 mols de O.
Recapitulando, no lado esquerdo da equação
\(
\begin{cases}
1\; mol\; de\; Ca \\
\\
1\; mol\; de\; C \\
\\
3\; mols\; de\; O
\end{cases}
\)
Agora vejamos o lado direito.
1 mol de Ca
1 mol de C
3 mols de O
As quantidades de Ca nos lados esquerdo e direito são iguais.
O mesmo vale para C e O
Lado esquerdo
\(
\begin{cases}
1\; mol\; de\; Ca \\
\\
1\; mol\; de\; C \\
\\
3\; mols\; de\; O
\end{cases}
\)
Lado direito
\(
\begin{cases}
1\; mol\; de\; Ca \\
\\
1\; mol\; de\; C \\
\\
3\; mols\; de\; O
\end{cases}
\)
Equação balanceada podemos prosseguir e vamos seguir com uma pergunta. Por que a amostra perde 3,3 g? 🤔
Porque o CO2 escapa e reduz a massa do composto
Agora veja, 1 mol de CaCO3 produz 1 mol de CO2
Nós sabemos que em 1 mol de CaCO3 temos 1 mol de Ca. A questão deu que 1 mol de Ca tem 40 g.
Temos também 1 mol de C com 12 g.
E 3 mols de O têm 48 g.
Somando tudo dá 100 g.
Aplicando o mesmo raciocínio para CO2 descobrimos que ele tem 44 g, ou seja, 100 g de CaCO3 produzem 44 g de CO2
Quantos gramas de CaCO3 produzem 3,3 g de CO2?
Ou seja, a amostra tinha 7,5 g de carbonato, que representa 75% do total.
