Gabarito disponível
Um mineral muito famoso, pertencente ao grupo dos carbonatos, e que dá origem a uma pedra semipreciosa é a malaquita, cuja a fórmula é: Cu₂(OH)₂CO₃ (ou CuCO₃.Cu(OH)₂).
Experimentalmente pode-se obter malaquita pela reação de precipitação que ocorre entre soluções aquosas de sulfato de cobre II e carbonato de sódio, formando um carbonato básico de cobre II hidratado, conforme a equação da reação:
2 CuSO₄ (aq) + 2 Na₂CO₃ (aq) + H₂O (l) → CuCO₃.Cu(OH)₂ (s) + 2 Na₂SO₄ (aq) + CO₂ (g)
Na reação de síntese da malaquita, partindo-se de 1060 g de carbonato de sódio e considerando-se um rendimento de reação de 90%, o volume de CO₂ (a 25 ºC e 1 atm) e a massa de malaquita obtida serão, respectivamente, de:
Dados: – massas atômicas Cu = 64 u; S = 32 u; O = 16 u; Na = 23 u; C = 12 u; H = 1 u.
– volume molar 24,5 L/mol, no estado padrão.
Experimentalmente pode-se obter malaquita pela reação de precipitação que ocorre entre soluções aquosas de sulfato de cobre II e carbonato de sódio, formando um carbonato básico de cobre II hidratado, conforme a equação da reação:
2 CuSO₄ (aq) + 2 Na₂CO₃ (aq) + H₂O (l) → CuCO₃.Cu(OH)₂ (s) + 2 Na₂SO₄ (aq) + CO₂ (g)
Na reação de síntese da malaquita, partindo-se de 1060 g de carbonato de sódio e considerando-se um rendimento de reação de 90%, o volume de CO₂ (a 25 ºC e 1 atm) e a massa de malaquita obtida serão, respectivamente, de:
Dados: – massas atômicas Cu = 64 u; S = 32 u; O = 16 u; Na = 23 u; C = 12 u; H = 1 u.
– volume molar 24,5 L/mol, no estado padrão.
Resolução comentada
Com 1060 g de Na₂CO₃ e 90% de rendimento, obtêm-se 110,25 L de CO₂ e 999 g de malaquita.
1060 g de Na₂CO₃ (106 g/mol) são 10 mol. Pela equação, 2 mol de Na₂CO₃ geram 1 mol de CO₂ e 1 mol de malaquita, então o teórico é 5 mol de cada. Com 90%, são 4,5 mol: CO₂ = 4,5 × 24,5 = 110,25 L. Malaquita (M = 222 g/mol) = 4,5 × 222 = 999 g.
Análise das alternativas
A, B, C e E) Resultam de erros na proporção estequiométrica, na massa molar ou no uso do rendimento.
Referência: Estequiometria: rendimento de reação e volume molar.
Resolução comentada do VaiConcursos.