Numa análise gravimétrica para determinar a dureza de uma fo...

O tema central da questão é a determinação da concentração de íons cálcio numa solução aquosa, utilizando uma técnica de análise gravimétrica. Esse método envolve a precipitação de íons específicos e subsequente pesagem do produto, nesse caso, o óxido de cálcio (CaO). Para resolver a questão, é necessário compreender conceitos de estequiometria, conversão de unidades e propriedades químicas do cálcio.

Alternativa correta: D - 300 mg/L

A solução da questão exige que calculemos a concentração de íons cálcio, partindo do precipitado de CaO obtido:

1. **Massa molar do CaO**: somando as massas atômicas, temos Ca (40 g/mol) + O (16 g/mol) = 56 g/mol.

2. **Número de mols de CaO**: Usando a massa obtida, 0,042 g, podemos calcular o número de mols de CaO:

n = massa / massa molar = 0,042 g / 56 g/mol ≈ 0,00075 mol

3. **Relação molar**: A reação química indica uma proporção de 1:1 entre CaO e Ca²⁺. Assim, temos 0,00075 mol de Ca²⁺.

4. **Massa de Ca²⁺**: Calculamos a massa de íons cálcio:

massa de Ca = 0,00075 mol × 40 g/mol = 0,03 g = 30 mg

5. **Concentração de Ca²⁺**: A concentração é calculada como:

30 mg / 0,1 L = 300 mg/L

Dessa forma, a alternativa D é a correta, pois a concentração dos íons cálcio na água é de 300 mg/L.

Análise das alternativas incorretas:

A - 0,42 mg/L: Esta é uma subestimação grosseira que desconsidera a quantidade correta de cálcio proveniente do CaO.

B - 7,5 mg/L: Também incorreta, proveniente de um erro de cálculo possivelmente em algum ponto intermediário.

C - 30 mg/L: Este valor representa a massa em 100 mL, não convertida para a concentração em 1 L.

E - 420 mg/L: Esta é uma superestimação, talvez devido a uma duplicação de cálculos de massa não justificável pelo problema dado.

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