Questão 6

FUVEST 2021

Química

(FUVEST - 2021)

O teor de carbonato de cálcio ( $CaCO_3$ ), usado como abrasivo em cremes dentais, pode ser determinado por meio da chamada retrotitulação. Nesse método, adiciona-se excesso de HCl, resultando na completa dissolução do $CaCO_3$ (reação I); em seguida, titula-se o que sobrou de HCl com NaOH até a neutralização da solução (reação II). Sabendo-se a quantidade de NaOH, podese calcular o número de mols que sobrou de HCl. Pela diferença entre o que sobrou de HCl e o número de mols inicial de HCl, é possível determinar o teor de $CO_3^{2-}$ na amostra.

(reação I) $CaCO_{3(s)} + 2HCl_{(aq)} ightarrow CaCl_{2(aq)} + H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$

(reação II) $HCl _{(aq)} + NaOH _{(aq) } ightarrow NaCl _{(aq)} + H_2O _{(l)}$

Para estudar uma amostra, o seguinte procedimento foi realizado:

a) Cite a importância do aquecimento na etapa 2.

b) Alguns cremes dentais usam dióxido de silício ( $SiO_2$ ) como abrasivo em vez de $CaCO_3$ . Para esses produtos, o mesmo procedimento de retrotitulação serviria para calcular o teor do abrasivo ( $SiO_2$ )? Justifique.

c) Calcule a porcentagem em massa (massa de $CaCO_3$ por massa de creme dental) de abrasivo na amostra estudada, conforme os valores dados no procedimento.

Gabarito:

Resolução:

a) Aumento da velocidade da reação

b) Não, pois $SiO_2$ é um óxido ácido, portanto não reagiria com HCl.

c) $V_{NaOH}=30mL longrightarrow n_{NaOH}= C_m cdot V = 0,5cdot 30cdot 10^{-3}=15cdot 10^{-3}mol$

Da reação II, temos $HCl+NaOH ightarrow NaCl+H_2O$ , portanto a proporção entre HCl e NaOH é de 1:1, logo:

$n_{NaOH}=n_{HCl_{em; excesso}}=15cdot 10^{-3}mol$

Como foi adicionado $n_{HCl_{total}}=C_{m_{HCl}}cdot V_{HCl} ightarrow n_{HCl_{total}}=2cdot20cdot10^{-3}=40cdot10^{-3}mol$

Logo a quantidade de HCl que reagiu com $CaCO_3$ é $n_{HCl_{total}}- n_{HCl_{em;excesso}}=40cdot10^{-3}-15cdot10^{-3}=25cdot10^{-3} mol$

Da reação I, temos $CaCO_{3(s)} + 2HCl_{(aq)} ightarrow CaCl_{2(aq)} + H_2O_{(l)} + CO_{2(g)}$

$1;mol;de;CaCO_3;;:;;2;mol;de;HCl;;;;;;;;;$

$;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;;x;;:;;25cdot10^{-3};mol;de;HCl$

$2x=25cdot10^{-3}$

$x=12,5cdot10^{-3}mol$

Como $M_{m_{CaCO_3}}=100 g/mol$

$M_{m}=frac{m}{n} ightarrow 100=frac{m}{12,5cdot 10^{-3}} ightarrow m=1,25g$

$Porcentagem=frac{1,25}{5}=0,25=25 \%$

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