Como calcular a concentração percentual de sulfato de cobre no sulfato de cobre penta-hidratado

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O sulfato de cobre penta-hidratado, com fórmula molecular CuSO4-5H2O, representa um "hidrato". Trata-se de uma substância iônica -- um composto constituído de um metal e um ou mais ametais -- e moléculas de água, que se integram à estrutura sólida do composto. Contudo, uma das implicações é que 100 g de sulfato de cobre penta-hidratado não consiste exatamente dessa quantidade de sulfato de cobre. Os químicos lidam com esse problema expressando a massa do sulfato de cobre como uma porcentagem da massa total da amostra. Em outras palavras, a concentração percentual pode representar o número de gramas de sulfato de cobre em uma amostra de 100 g de sulfato de cobre penta-hidratado.

Passo 1

Calcule o peso molecular do sulfato de cobre penta-hidratado, CuSO4-5H2O. Multiplique a massa atômica de cada átomo, conforme expressa na tabela periódica dos elementos, pelo número de átomos de cada tipo na fórmula e some todos os produtos. O cobre, por exemplo, tem massa atômica de 63,55 unidades (u) e a fórmula contém um átomo de Cu. Portanto, Cu = 63,55 * 1 = 63,55 u. Para os outros átomos da fórmula, os cálculos devem ser feitos como segue: S = 32,07 * 1 = 32,07 u; O = 16,00 * 9 = 144,00 u e H = 1,01 * 10 = 10,10 u. Some esses valores para obter o peso molecular: 63,55 + 32,07 + 144,00 + 10,10 = 249,72 u.

Passo 2

Calcule o peso molecular do sulfato de cobre, CuSO4, sem água. Neste caso, Cu = 63,55 * 1 = 63,55 u; S = 32,07 * 1 = 32,07 u e O = 16,00 * 4 = 64,00 u. A soma desses valores resulta em 159,62 u.

Passo 3

Determine a concentração percentual de massa dividindo o peso molecular de CuSO4 pelo de CuSO4-5H2O e multiplicando por 100:

159,62 / 249,72 * 100 = 63,92%

Isso significa que uma amostra de 100 g de sulfato de cobre penta-hidratado contém 63,92 g de sulfato de cobre e que o sulfato de cobre penta-hidratado contém 100 - 63,92 = 36,08% de água (em massa).

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