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Qual é a porcentagem da composição do ácido clorídrico 10 M?

Escrito por kylene arnold | Traduzido por kelly isay
Qual é a porcentagem da composição do ácido clorídrico 10 M?

É possível calcular a composição em porcentagem usando uma tabela periódica para converter mols para gramas e vice versa

Ryan McVay/Photodisc/Getty Images

O ácido clorídrico é um composto perigoso e bastante forte. Ele é um dos ácidos mais fortes conhecidos pelo homem, com um pH em torno de 0,1. Essa substância está quase sempre diluída para o uso em laboratórios e essas soluções são geralmente descritas em termos de molaridade, ou quantos mols de ácido clorídrico (HCl) estão presentes em um litro de solvente. Ao conhecer a molaridade de uma solução, é possível calcular sua composição em porcentagem, usando alguns passos simples.

O que é a composição percentual?

A composição percentual compara a massa molar de cada elemento à massa total do composto ou solução. Um mol é uma quantidade equivalente ao número de Avogadro, mais ou menos 6,022 vezes 10 elevado à 23ª potência. Já a massa molar é a quantidade, em gramas, da massa de um mol de um determinado elemento. Uma vez que se sabe quantos mols de cada composto estão presentes e quanto cada mol pesa, é possível calcular a composição percentual de acordo com a fórmula: Composição percentural é igual (massa do elemento dividida pela massa molar total do composto) vezes 100.

Determinando a massa molar do soluto

Determinar a massa molar do soluto (HCl, nesse caso) é o primeiro passo no cálculo da composição percentual. Primeiro, precisa-se medir o volume da solução em litros. Ao saber que em uma solução 10 M existem 10 mols de HCl para cada litro de solução, simplesmente multiplica-se o número de litros por 10, para que se encontre o total de mols de ácido na amostra. Por exemplo, se houver dois litros de solução, tem-se 20 mols de HCl. Mas, o que realmente precisa-se saber é quantos mols de hidrogênio e de cloro estão contidos na amostra, individualmente. Felizmente, a fórmula química do composto torna o cálculo muito mais fácil. Em cada molécula de HCl, há um átomo de hidrogênio e um de cloro. Essa é uma proporção de 1 para 1. Se na solução estão contidos 20 mols de HCL, então significa que se tem 20 mols de hidrogênio e 20 de cloro. O próximo passo é calcular quantos gramas existem em um mol de cada substância, sendo possível encontrar essa resposta na tabela periódica. Logo acima ou abaixo do símbolo químico, haverá um número decimal. Ele representa a unidade de massa atômica , que também é a massa molar do elemento. A massa molar do hidrogênio é 1,0079. Para o cloro, tem-se 35,453. Esses são os valores das massas, em gramas, de cada mol. No exemplo, há 20 mols de cada um deles, então há um total de 20,158 g de hidrogênio e 709,06 g de cloro.

Determinando a massa molar do solvente

Determinar a massa molar do solvente, que geralmente é a água, é bastante similar. Primeiro, encontre a massa da solução em gramas. Um litro de água pesa 1.000 g ou 1 kg, então uma amostra de 2 L do exemplo de solução acima pesaria algo em torno de 2.000 g ou 2 kg. Sabe-se que 20,158 g do total corresponde à massa do hidrogênio do soluto e que 709,06 g pertencem ao cloro. Se a solução possui 2.000 g no total, isso significa que 1.270,78 g são correspondentes à água. Para descobrir quantos mols estão contidos em 1.270,78 g de água, primeiro examine a fórmula química dela (H20). Há dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio. Olhando na tabela periódica, será possível encontrar que o hidrogênio tem 1,0079 g/mol e o oxigênio 15,999 g/mol, dando à água uma massa de 18,015 g/mol. Divida a massa total de água (1.270,78 g) pela massa molar (18,015 g) dela, para encontrar o número total de mols. Há 70,54 mols de água em uma solução de dois litros. Agora, examine a fórmula química da água para determinar a proporção elemento/composto, assim como foi feito com o HCl. Para cada molécula, há dois átomos de hidrogênio e um de oxigênio, tendo-se então uma proporção de 2 para 1. Com isso, é possível multiplicar os mols de água por dois, para que se obtenha a quantidade de mols de hidrogênio. 70,54 mols de H2O multiplicados por 2 é igual a 141,08 mols de hidrogênio. Já que há apenas a proporção de um átomo de oxigênio por molécula de água, o total será de 70,54 mols de oxigênio. Finalmente, é preciso converter mols de volta para gramas. Com os cálculos anteriores, encontrou-se que há 1,70079 g/mol de hidrogênio e 15,999 g/mol de oxigênio. Agora, é só multiplicar a massa total dos mols pelo número de mols existentes. Esse resultado é de 142,19 g de hidrogênio e 1.128,6 de oxigênio.

Determinando a composição percentual

Analise as massas molares de cada elemento e adicione as ocorrências múltiplas do mesmo elemento, como o hidrogênio, que está presente tanto no soluto como no solvente. Quando isso for feito, será possível encontrar que a amostra de 2 L de solução contém 709,06 g de cloro, 1.128,6 g de oxigênio e 162,35 g de hidrogênio. É possível, agora, calcular a composição percentual de cada elemento usando a fórmula abaixo. Composição percentual é igual a (massa do elemento dividida pela massa molar total do composto) multiplicada por 100. Quando essa conta for feita, encontrará-se que uma solução de HCL 10 M é composta por 35,45% de cloro, 56,43% de oxigênio e 8,12% de hidrogênio.

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