Questão 1

ITA 2018

Química

(ITA 2018 - 2ª FASE)

Uma mistura de CuSO₄ anidro e FeC $ell$ ₃ com massa de 48,45 g é dissolvida em água e tratada com uma solução de NaOH em excesso. O precipitado formado (considere rendimento de 100%) é separado por filtração e, a seguir, é tratado com ácido nítrico a 126 g L^-1. São necessários 400 cm³ desse ácido para dissolver todos o precipitado.

a) Escreva a(s) equação(ões) química(s) balanceada(s) que representa(m) as reações envolvidas no tratamento com NaOH.

b) Escreva a(s) equação(ões) química(s) balanceada(s) que representa(m) a dissolução do precipitado com ácido nítrico.

c) Determine as massas, em g, de CuSO₄ anidro e de FeC $ell$ ₃ presentes na mistura.

Gabarito:

Resolução:

a) A reação entre sulfato de cobre e hidróxido de sódio é:

CuSO_4(aq) + 2 NaOH_(aq) → Na₂SO_4(aq) + Cu(OH)_2(s)

Já a reação entre cloreto de ferro e hidróxido de sódio é:

FeCl_3(aq) + 3 NaOH_(aq) → 3 NaCl_(aq) + Fe(OH)_3(s)

b) As reações dos precipitados com ácido nítrico são:

Cu(OH)₂_(s) + 2 HNO_3(aq) → Cu(NO₃)₂_(aq) + 2 H₂O_(l)

Fe(OH)₃_(s) + 3 HNO_3(aq) → Fe(NO₃)₃_(aq) + 3 H₂O_(l)

c) Foram adicionados 400 mL de ácido nítrico 126g/L, portanto a massa adicionada foi:

$egin{matrix} 126; g ;de; HNO_3 &-& 1000; mL\ x &-& 400 ;mL end{matrix}$

$frac{126}{x}=frac{1000}{400}$

$x= frac{126cdot 400}{1000}$

x = 50,4 g de HNO₃

Como a massa molar do HNO₃ é 63 g/mol, a quantidade de matéria é:

$egin{matrix} 63; g ;de; HNO_3 &-&1 ;mol\ 50,4 ;g ;de; HNO_3 &-& y end{matrix}$

$y=frac{50,4}{63}$

y = 0,8 mol de HNO₃

Para encontrar a massa de CuSO₄ presente na mistura:

$egin{matrix} 1; mol ;de ;CuSO_4 &-&2: mol :de: HNO_{3_{(aq) }} \ 160; g ;de; CuSO_4 &-& 2: mol :de: HNO_{3_{(aq) }} \ m&-& w end{matrix}$

$frac{160}{m}=frac{2}{w}$

$w=frac{2m}{160};mol;de;HNO_3$

$egin{matrix} 1; mol ;de ;FeCl_{3_{(s)}} &-&3: mol :de: HNO_{3_{(aq) }} \ 162,5; g ;de; FeCl_{3_{(s)}} &-& 3: mol :de: HNO_{3_{(aq) }} \ n&-& kend{matrix}$