Nível I

Um químico pesou $\pu{5,14 g}$ de uma mistura de óxido de bário, $\ce{BaO}$ , e óxido de cálcio, $\ce{CaO}$ é colocada em um recipiente de $\pu{1,5 L}$ contendo $\ce{CO2}$ em $\pu{30 \degree C}$ e $\pu{750 Torr}$ . Ocorrem as reações: $\begin{aligned} \ce{ BaO(s) + CO2(g) &-> BaCO3(s) } \\ \ce{ CaO(s) + CO2(g) &-> CaCO3(s) } \end{aligned}$ Ao final da reação, a pressão de $\ce{CO2}$ no recipiente era $\pu{230 Torr}$ .

Assinale a alternativa que mais se aproxima da fração mássica de $\ce{CaO}$ na mistura inicial.

\pu{7,8 \%}

\pu{11 \%}

\pu{15 \%}

\pu{22 \%}

\pu{31 \%}

Gabarito 2C.23

Cálculo do número de mols de $CO_{2}$ que reagiu: $\Delta n=n_{i}-n_{f}$ $\Delta n=\frac{P_{i}V}{RT}- \frac{P_{f}V}{RT}$ $\Delta n =\frac{(750-230\,Torr)\cdot(1,5\,L)}{62,4\,\frac{Torr\,L}{mol\,K}303\,K}$ $\Delta n=0,04\,mol$ Pelas reações dadas, percebemos que cada mol de óxido(seja bário ou cálcio) reage com 1 mol de $CO_{2}$ então podemos escrever: $n_{CaO}+n_{BaO}=0,04$ Usando a informação da massa total montamos o seguinte sistema: $\begin{cases}n_{CaO}+n_{BaO}=0,04 \\ 56\cdot n_{CaO}+153,3\cdot n_{BaO}=5,14\end{cases}$ Resolvendo o sistema: $n_{CaO}=0,0102\,mol$ Cálculo da fração mássica de óxido de cálcio: $f_{CaO}=\frac{m_{CaO}}{m_{total}}$ $f_{CaO}=\frac{0,01\cdot56}{5,14}$ $f_{CaO}=11,1\,\%$