Cálculo Das Porcentagens Dos Elementos Químicos

Cálculo Das Porcentagens Dos Elementos Químicos

Calcular as porcentagens dos elementos químicos presentes em uma fórmula molecular representativa de uma substância, é conhecer o quanto esses elementos são necessários na composição da substância. 

Podemos calcular a porcentagem de um metal presente em um mineral, se conhecemos a sua fórmula química.

Vejamos alguns exemplos de minerais.

Anglesita - (PbSO4) - mineral  de onde se obtém o chumbo.
Argentita - (Ag2S) - mineral  de onde se obtém a prata.
Autunita - Ca(UO2)2(PO4)2 . 10 a 12 H2O - mineral  de onde se obtém o urânio.
Berilo - (Be3Al2Si6O18)  - mineral  de onde se obtém o berílio.
Bournonita - (PbCuSbS3) - mineral  de onde se obtém cobre chumbo e antimônio.
Cassiterita - (SnO2) - mineral  de onde se obtém o estanho.
Celestina - (SrSO4) - mineral  de onde se obtém o strôncio.
Colemanita - Ca2B6O11 . 5 H2O - mineral  de onde se obtém o boro. 
Cuprita - (Cu2O) - mineral  de onde se obtém o cobre.
Esfarelita - (ZnFeS) - mineral  de onde se obtém zinco.
Fluorita - CaF2 - mineral  de onde se obtém flúor.
Galena - (PbS) - mineral  de onde se obtém chumbo.
Hematita - (Fe2O3) - mineral  de onde se obtém o ferro.
Hemimorfita - (Zn4Si2O7(OH)2 . H2O) - mineral  de onde se obtém zinco.
Leucita - (KAlSi2O6) - mineral  de onde se obtém potássio.
Litiofilita - Li(Mn2+)PO4 - mineral  de onde se obtém lítio.
Ilmenita - (FeTiO3) - mineral  de onde se obtém titânio.
Magnesita - (MgCO3) - mineral  de onde se obtém magnésio.
Malaquita - Cu2CO3(OH) - mineral  de onde se obtém o cobre.
Manganita MnO(OH) - mineral  de onde se obtém o manganês.
Pirita - (FeS2) - mineral  de onde se obtém ferro.
Pirolusita - (MnO2) - mineral  de onde se obtém manganês.
Realgar - AsS - mineral  de onde se obtém arsênio. 
Smithsonita - ZnCO3 - mineral  de onde se obtém zinco.
Wulfenita - (PbMoO4) - mineral  de onde se obtém molibdênio. 
Zincita - (ZnO) - mineral de onde se obtém o zinco.
Zircão - (ZrSiO4) - mineral de onde se obtém o zinco.
                                    
                                               Exercícios

1) Calcular a quantidade de cobre metálico (Cu) presente no mineral calcosita (Cu2S) sulfeto de cobre.  
       

Dados: massas: Cu = 63,5; S = 32

Calculando a massa total do mineral. (63,5 x 2) + 32 = 127 + 32 = 159 g

Calculando a porcentagem do cobre:

2) Calcular a quantidade de Alumínio (Al) presente no mineral bauxita (Al2O3) óxido de alumínio.

Dados as massas: Al = 27; O = 16 

Calculando a massa total do mineral: (27 x 2) + (16 x 3) = 54 + 48 = 102 g

Calculando a porcentagem do Alumínio. 

3) Supondo que é queimado um carvão de pureza 100%. No final da combustão resultou em 36,7 kg de gás carbônico (CO2) captado e pesado fielmente. Pergunta-se: qual é a massa e a porcentagem do carvão queimado em relação aos reagentes?

Dados as massas: C = 12; O = 16

A reação de combustão é:

Considerando:

A porcentagem de carvão é de 27,2%.

Observe que a massa dos reagentes é a mesma do produto.

4) Ao queimar 5,0 Kg de carvão, no final após a combustão total, foi recolhido e pesado 1033,3 g de cinzas. Pede-se para calcular:

a) A pureza do carvão queimado em porcentagem.
b) A porcentagem de cinzas produzida.
c) A massa e a porcentagem do oxigênio consumido em relação aos reagentes.
d) A massa e a porcentagem do gás carbônico produzido em relação aos produtos.

Dados: C = 12; O = 16 u.m.a.

A reação fica:

   C       +      O2  combustão  gás carbônico  +   cinzas
5,0 Kg            ?                                       ?                  1033,3 g 

a) calculando a massa e a porcentagem do carbono puro:

 b) Calculando a porcentagem das cinzas:

c) Calculando a massa de oxigênio consumida:

Somando os reagentes carbono e gás oxigênio.

d) calculando a quantidade de gás carbônico produzido.

Somando as massas dos produtos gás carbônico e cinzas.

A porcentagem do gás carbônico em relação as cinzas será de:

                                                              Exercícios

 Faça os seguintes cálculos.

1) Calcular a porcentagem dos elementos químicos:

a) oxigênio na água (H2O).
b) oxigênio no peróxido de hidrogênio ou água oxigenada (H2O2).
c) carbono na molécula da glicose (C6H12O6). 

     

2) O mineral anglesita (PbSO4) tem o seu nome provindo de Anglesey - Gales. É raro, sendo retirado de regiões de mineração de chumbo é umas das fontes de obtenção desse metal, podendo apresentar porcentagem alta do elemento químico em sua constituição. É um mineral que aparece sob a forma de cristal de cor branca conforme a incidência de luz,  com consistência frágil, mole, no entanto de obtenção barata, é muito apreciado por colecionadores por apresentar fluorescência.O metal chumbo não sofre corrosão facilmente pela oxidação, então,  pode ser empregado para proteger tubos e cabos subterrâneos, também por absorver radiação, é usado como proteção em aparelhos de raios X e nos reatores nucleares.

Calcule a porcentagem de chumbo nesse mineral. Dados: massas  Pb = 208; S = 32; O = 16 

3) A autunita Ca(UO2)2(PO4)2 .10 H2O, é um mineral radioativo por conter urânio. Apresenta-se na forma de cristal, com o tom de fluorescência amarelo esverdeado quando sob luz ultravioleta, é fonte de urânio. Foi descoberto no século XIX nos arredores da cidade francesa de Autun. É encontrado nas Ilhas Britânicas, na Austrália, Estados Unidos da América, Itália e outras localidades do mundo. Esse mineral quando armazenado, se decompõe em ambiente muito seco. Extraído comercialmente para obtenção de urânio que por ser instável e se decompor com rapidez, é usado nos reatores nucleares, na geração de energia atômica  aproveitada para diversas  finalidades.

Calcule a porcentagem de urânio nesse mineral. Dados: massas  Ca = 40; U = 238; O = 16; P = 31; H = 1.

4) Nas radiografias do intestino o paciente necessita ingerir uma suspensão de sulfato de bário (BaSO4) que no interior do intestino forra as suas paredes. Esse revestimento por essa substância no local, ao receber as ondas eletromagnéticas, fótons ou o feixe de raios X, luz invisível aos nossos olhos se mostra fluorescente; então a estrutura analisada emite essa luz; (ondas eletromagnéticas) para uma chapa fotográfica que ao receber as ondas emitidas a partir do intestino se torna sensibilizada aparecendo os contornos da estrutura que se deseja visualizar de forma opaca, definindo as suas condições fisiológicas numa imagem impregnada no filme, que posteriormente será analisado pelo médico especialista. 

Calcule a porcentagem do bário presente no sulfato de bário. Dados: Ba = 137; S = 32; O = 16.

5) A hematita (Fe2O3) é um dos principais minérios de ferro utilizado na obtenção do ferro metálico. Nos alto-fornos, primeiramente é colocado o carvão coque (C) e aquecido o forno, logo após é colocado o mineral hematita camada por camada, que se mistura com o carvão. Na etapa seguinte é adicionado calcário (CaCO3) como fundente, que diminui o ponto de fusão do minério de ferro de 1600ºC para aproximadamente 950ºC, em seguida é insuflado uma corrente de ar quente para que haja a combustão do carvão coque quase que totalmente. Nesse processo há a reação do carbono com o oxigênio do ar formando monóxido de carbono (CO), o CO reage com a hematita (Fe2O3) retirando um átomo de oxigênio da sua estrutura e forma gás carbônico (CO2) que é retirado do meio, desse modo para a remoção total do oxigênio do mineral há a necessidade de três moléculas de CO para transformar a hematita no ferro metálico puro, que permanece com uma pequena quantidade de carbono. Esse ferro metálico é o ferro gusa que posteriormente será transformado em aço. 

Calcule a porcentagem de ferro metálico da hematita. Dados: Fe = 56; O = 16.