Question

Uma mistura de carbonato de Mg e carbonato de Ca foi aquecida para produzir os respectivos óxidos: MgO e CaO.
Uma amostra de 2 gramas dessa mistura de óxidos foi posta a regir com 0,1 l de HCl 1M. Sabendo que o excesso de HCl necessitou de 0,02 l de solução de NaOH 1 M para ser neutralizado, qual a massa de cada carbonato na mistura original?

Answer 1

As reações dos óxidos com o Hcl são:
MgO + 2HCl ---> MgCl2 + H2
CaO + 2HCl ---> CaCl2  + H2

Temos que para cada mol de óxido é necessário 2 mols de HCl, ou seja, o número de mols de HCl necessário na reação é o dobro da do óxido.
Então fazemos as seguintes relações:
n(HCl)(reagecomMgO)=2.n(MgO)
n(HCl)(reagecomCaO)=2.n(CaO)

E a soma dos dois será o número de mols total de HCl que reagiu:
n(HCl)=n(HCl)(reagecomMgO)+n(HCl)(reagecomCaO)
n(HCl)==2.n(MgO)+2.n(CaO)

Calculamos quanto de HCl reagiu:
Na solução usada de HCl temos:
C=n/V   --->  n=C.V
C(HCl)=1mol/L
V(HCl)=0,1L
n(HCl)=1.0,1=0,1mol

Esse é o total. O que reagiu com os óxidos será o total menos o que sobrou. O que sobrou foi neutralizado com NaOH:
HCl+NaOH --> NaCl + H2O
Então, como a proporção é 1:1, ao calcularmos o numero de mols de NaOH, achamos o número de mols de HCl em excesso:
C=n/V  -->  n=C.V
C(NaOH)=1mol/L
V(NaOH)=0,02L
n(NaOH)=1.0,02=0,02mol
Então:
n(HCl)(excesso)=0,02mol

O número de mols de HCl que reagiu será:
n(HCl)=n(total)-n(excesso)=0,1-0,02=0,08mol

Então usando a equação la´do começo:
n(HCl)==2.n(MgO)+2.n(CaO)
0,08=2.n(MgO)+2.n(CaO)
Assim:
0,04=n(MgO)+n(CaO)
Então deixamos um em função do outro:
n(CaO)=0,04-n(MgO)

Com a informação de que a amostra contem 2g (considerando que a amostra seja composta apenas dos dois óxidos), obtemos outra equação:
2g=m(MgO) + m(CaO)

Como n=m/MM --->   m=n.MM
Teremos:
2g=n(MgO).MM(MgO) + n(CaO).MM(CaO)

Calculamos as massas molares de cada óxido:
MM(MgO)=24+16=40g/mol
MM(CaO)=40+16=56g/mol
Substituímos na equação:
2g=40.n(MgO) + 56.n(CaO)

Como já temos uma relção entre o número de mols dos dois óxidos:
n(CaO)=0,04-n(MgO)
Substituímos na equação:
2=40.n(MgO) + 56.(0,04-n(MgO))
2=40.n(MgO) + 2,24 - 56.n(MgO)
56.n(MgO)-40.n(MgO)=2,24-2
16.n(MgO)=0,24mol
n(MgO)=0,015

Assim, o número de mols de CaO será:
n(CaO)=0,04-n(MgO)=0,04-0,015=0,025

Como pede a massa de cada CARBONATO na mistura final, temos que saber a relação de mols de carbonatos decomposto e a de óxido formado.
Temos:
MgCO3  ---->  MgO + CO2
CaCO3   ---->  CaO + CO2
A relaçao entre mols é de 1:1, pois para cada mol de carbonato é forma 1 mol de óxido. Então:
n(MgCO3)=n(MgO)=0,015mol
n(CaCO3)=n(CaO)=0,025mol

Então calculamos a massa de cada carbonato com base nos mols:
n=m/MM  -->  m=n.MM
MM(MgCO3)=24+12+3.16=84g/mol
MM(CaCO3)=40+12+3.16=100g/mol

Então:
m(MgCO3)=0,015.85=1,26g
m(CaCO3)=0,025.100=2,5g

E a massa total da amostra inicial será: 1,26+2,5=3,76g

Espero ter ajudado =)