Na determinação de cálcio em águas naturais, a AOAC (Associa...
Na determinação de cálcio em águas naturais, a AOAC (Association of Official Analytical Chemists/USA) recomenda um método gravimétrico que consiste em adicionar excesso de ácido oxálico (C2H2O4) a um volume conhecido de amostra e, em seguida, adicionar a quantidade necessária de NH4OH. O precipitado obtido é filtrado, seco, calcinado e pesado, e a massa de CaO obtida é utilizada para calcular a quantidade de Ca na amostra que, segundo a norma da AOAC, deve ser expressa como teor de carbonato de cálcio. O método citado é ilustrado pelas equações a seguir. Na análise de uma amostra de 100,00 mL de água, a massa de CaO obtida foi de 0,2800 g.
Ca+2(aq.) + C2O4 -2 (aq.) → CaC2O4(s)
CaC2O4(s) → CaO(s) + CO + CO2
Dados: Massas molares aproximadas: MM(C2H2O4.2H2O) = 126 g/mol; MM(CaO) = 56 g/mol; MM(CO2) = 44 g/mol, MM(CaCO3) = 100 g/mol; densidade (H2O) = 1,0 kg/L.
De acordo com os dados apresentados, qual é a concentração de cálcio na amostra de água analisada, expressa em ppm
de CaCO3?
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Alternativa correta: E - 5.000.
Tema central da questão: A questão aborda a determinação de cálcio em águas naturais por um método gravimétrico recomendado pela AOAC. Esse método envolve a precipitação de cálcio como oxalato, sua calcinação a óxido de cálcio (CaO), e finalmente a conversão do resultado para uma concentração em ppm de carbonato de cálcio (CaCO3).
Resumo teórico:
Para resolver a questão, precisamos entender os conceitos de estequiometria e conversão de unidades, especialmente o cálculo de concentração em ppm (partes por milhão). Aqui, as massas molares fornecidas são essenciais para relacionar a massa do produto obtido (CaO) à quantidade de reagente inicial (Ca2+) e expressá-la como CaCO3.
Cálculo detalhado:
1. Primeiro, determinamos a quantidade de CaO formada:
Massa de CaO = 0,2800 g
Massa molar de CaO = 56 g/mol
Número de mols de CaO = 0,2800 g / 56 g/mol = 0,005 mol
2. Como a reação é uma relação 1:1 entre CaO e CaCO3, também temos 0,005 mol de CaCO3.
Massa molar de CaCO3 = 100 g/mol
Massa de CaCO3 = 0,005 mol × 100 g/mol = 0,500 g
3. Para calcular ppm de CaCO3 na amostra de 100,00 mL de água:
Concentração em ppm = (massa de soluto em mg / volume de solução em L)
Massa de CaCO3 em mg = 0,500 g × 1000 mg/g = 500 mg
Volume de solução em L = 0,100 L
Concentração em ppm = 500 mg / 0,100 L = 5.000 ppm
Justificativa para a alternativa correta: A concentração de cálcio expressa como CaCO3 na amostra é de 5.000 ppm, o que corresponde à alternativa E.
Análise das alternativas incorretas:
A - 0,5000: Este valor está incorreto porque não considera o cálculo correto da massa e conversão para ppm.
B - 5,000: Este erro comum pode ocorrer ao confundir passos de conversão ou cálculo estequiométrico.
C - 50,00: Este valor não corresponde à concentração correta, possivelmente resultante de um erro em multiplicar a massa molar.
D - 500,0: Este erro talvez venha de uma confusão na conversão de gramas para miligramas.
Estratégia de interpretação: Certifique-se de compreender bem os conceitos de química analítica e sempre verifique unidades e cálculos estequiométricos cuidadosamente. Preste atenção aos detalhes dos dados fornecidos e não se deixe enganar por valores que parecem corretos sem verificar todos os cálculos.
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5mg -------- y = 5000ppm
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