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PRÁTICA COM QUESTÕES OFICIAIS

Questão 13 (1º dia · Grupo 1) da 2ª etapa da UFG 2008

1º dia · Química: Cálculo estequiométrico

A análise do enxofre contido numa amostra de sacarina (\ce{C7H5NO3S}) pode ser realizada segundo as seguintes etapas:

  1. inicialmente, o enxofre é convertido em íons sulfato;
  2. a seguir, a solução que contém os íons sulfato é tratada com uma solução de cloreto de bário, formando-se um precipitado;
  3. o precipitado resultante é separado por decantação;
  4. a massa desse precipitado é determinada.

Considerando as etapas descritas acima,

a) escreva a equação química que representa a formação do precipitado da etapa 2;
(2,0 pontos)

b) proponha um método alternativo para a etapa 3;
(1,0 ponto)

c) se a massa do precipitado for de 1{,}675\text{ g}, quais serão a massa e o teor de enxofre na amostra?
(2,0 pontos)

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Resolução comentada

Resolução comentada

a) Na etapa 1 o enxofre vira íon sulfato, \ce{SO4^{2-}}. Ao adicionar \ce{BaCl2}, o íon \ce{Ba^{2+}} reage com o sulfato e forma o sulfato de bário, sal praticamente insolúvel em água, que é o precipitado branco.

Equação iônica:

\ce{Ba^{2+}(aq) + SO4^{2-}(aq) -> BaSO4(s)}

Equação global, com o sulfato proveniente, por exemplo, de \ce{Na2SO4}:

\ce{BaCl2(aq) + Na2SO4(aq) -> BaSO4(s) + 2 NaCl(aq)}

Resposta: \ce{Ba^{2+}(aq) + SO4^{2-}(aq) -> BaSO4(s)}.

b) A decantação separa o sólido do líquido pela ação da gravidade. Alternativas que fazem a mesma separação são:

  • filtração, com funil e papel de filtro, que retém o \ce{BaSO4} e deixa passar a solução;
  • centrifugação, que acelera a sedimentação do sólido.

A filtração é a mais comum em análise gravimétrica. O papel de filtro com o precipitado é depois seco e pesado.

Resposta: filtração (ou centrifugação).

c) Todo o enxofre da amostra foi parar no \ce{BaSO4}, então a massa de S sai da proporção estequiométrica 1\ \ce{S} \to 1\ \ce{BaSO4}.

Massas molares (g/mol): \ce{BaSO4} = 137 + 32 + 64 = 233; \ce{S} = 32; \ce{C7H5NO3S} = 84 + 5 + 14 + 48 + 32 = 183.

  1. Quantidade de \ce{BaSO4}: n = \dfrac{1{,}675}{233} \approx 7{,}19\times10^{-3}\ \text{mol}, que é também a quantidade de S.
  2. Massa de enxofre: m_S = 7{,}19\times10^{-3} \times 32 \approx 0{,}23\ \text{g}.
  3. Massa de sacarina que contém esse enxofre: 7{,}19\times10^{-3}\times 183 \approx 1{,}32\ \text{g}.
  4. Teor de S: \dfrac{0{,}23}{1{,}32}\times100 = \dfrac{32}{183}\times100 \approx 17{,}5\%.

O enunciado não dá a massa da amostra. Por isso o teor é calculado na sacarina, supondo a amostra pura, e esse valor independe da massa pesada.

Resposta: massa de enxofre \approx 0{,}23\ \text{g}; teor \approx 17{,}5\% (em massa).

Assuntos: Cálculo estequiométrico, Separação de misturas, Tipos de reações inorgânicas.

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Ver como caiu na prova Questão 13 no caderno Grupo 1 da 2ª etapa da UFG 2008

Fonte: UFG 2ª etapa 2008 · 1º dia · Grupo 1. Prova oficial ↗