A eficiência de certo catalisador é altamente dependente de seu teor em zircônio. O material de partida usado na sua preparação é recebido em bateladas que são dosadas entre 68% e 84% em cloreto de zircônio (IV). A análise de rotina baseada na precipitação de AgCl é viável, desde que se tenha conhecimento de que não há outra fonte de cloreto que não seja o sal de zircônio presente na amostra. a) que massa de amostra deve ser tomada para garantir que qualquer quantidade de precipitado pese pelo menos 0,400 g ) resp: 0,239 g b) Se essa massa da amostra for empregada, qual o peso máximo de AgCl deverá ser esperado nessa análise? Resp. 0,494 g de AgCl.
Soluções para a tarefa
a) Para que se pegue uma amostra e que a massa do precipitado (AgCl) tenha no mínimo 0,400 g é preciso que ter uma massa de cloreto de zircônio mínima que será na dosagem de 68%.
a fórmula balanceada da reação:
4 Ag + ZrCl₄ --> 4 AgCl + Zn
Massa Molar do ZrCl₄ = 233,04 g/mol
Massa Molar do AgCl = 143,32 g/mol
Assim, para cada 1 mol de cloreto de zircônio é produzido 4 mols de cloreto de prata.
Vamos fazer a regra de três usando a massa do precipitado igual a 0,400 g:
1 . 233,04 g --------- 4 . 143,33 g
x -------------- 0,400 g
multiplicando cruzado:
573,28 . x = 93,216
x = 93,216/573,28
x = 0,1626 g (essa é a massa de zircônio para que se tenha 0,400 g de precipitado de AgCl)
Porém, sabe-se que isso corresponde a no mínimo 68% da amostra. Assim é preciso realizar a regra de três para descobrir quanto é a massa da amostra (100%) fica assim:
0,1626 g -------- 68%
x ------------ 100%
multiplicando cruzado:
68 . x = 16,26
x = 16,256/68 = "0,239 g"
b) Nessa questão ele fala para usar essa massa da amostra (0,239 g), porém considerando que ela tenha 84% de ZrCl₄, pois somente assim terá a maior quantidade de ZrCl₄ e, consequentemente, a maior quantidade de precipitado de AgCl.
Assim, vamos usar o 0,239 g sendo a amostra. Agora vamos calcular a quantidade de ZrCl₄ nessa amostra, considerando que seja 84% (o valor máximo), por regra de três:
0,239 g ----------- 100%
x -------------- 84%
multiplicando cruzado:
100 . x = 20,076
x = 20,076/100 = 0,20076 g de ZrCl₄ presente na amostra.
Assim, considerando a equação global da reação:
4 Ag + ZrCl₄ --> 4 AgCl + Zn
Massa Molar do ZrCl₄ = 233,04 g/mol
Massa Molar do AgCl = 143,32
1 mol de ZrCl₄ produz 4 mols de AgCl.
Vamos novamente para a regra de três:
1 . 233,04 ---------- 4 . 143,32
0,20076----------- x
multiplicando cruzado:
233,04 . x = 115,09
x = 115,09/233,04 = 0,4938 = aproximadamente 0,494 g