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INSTITUTO FEDERAL DE EDUCAÇÃO, CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS DO MARANHÃO CAMPUS AÇAILÂNDIA LICENCIATURA EM QUÍMICA QUÍMICA ANALÍTICA II PROFº MS WALACE MARTINS MOREIRA ALUNO: MAURICIO DOS SANTOS PEREIRA RESOLUÇÂO DE EXERCÍCIOS DE QUIMICA ANALITICA QUANTITATIVA AÇAILANDIA 2018 RESOLUÇÂO DE EXERCÍCIOS DE QUIMICA ANALITICA QUANTITATIVA 1. O ácido monocloroacético (ClCH2COOH) utilizado como conservante em 100,0 ml de uma bebida carbonatada foi extraído em éter dietílico e então retornado à solução aquosa como ClCH2COOH pela extração com NaOH 0,1 mol/l. esse extrato aquoso foi acidificado e tratado com 50 ml de AgNO3 0,04521 mol/L. Após a filtração do cloreto de prata, o filtrado foi titulado com 10,43 ml de uma solução de tiossulfato de amônio a 0,098 mol/l. A titulação de uma branco, submetido ao mesmo processo, necessitou de 22,98 ml do NH4SCN. Determine a massa, em mg, de ClCH2COOH (MM = 94,5 g mol⁄ ) na amostra. ClCH2COOH + Ag + + 2H2O → HOCH2COOH + H3O + + AgCl(s) Solução: Temos que: Cl− + Ag+ → AgCl↓ Agexcesso + + SCN− → AgSCN Logo: nAg+ total = nAgtitulação + + nAgexcesso+ ⇒ nAgtitulação + = nAg+ total − nAgexcesso+ Então: nAgtitulação + = nAg+ total − nAgexcesso+ Para nAg+ total: nAg+ total = 50 × 10 −3 L ∙ 0,04521 mol L⁄ = 2,2605 × 10−3 mol nAg+ total = 2,2605 × 10 −3 mol Para nAgexcesso+ : nAgexcesso+ = 10,43 × 10 −3L ∙ 0,098 mol L⁄ = 1,02214 × 10−3 mol nAgexcesso+ = 1,02214 × 10 −3 mol Logo para Ag+titulação: nAgtitulação + = 2,2605 × 10−3 mol − 1,02214 × 10−3 mol = 1,0306 × 10−3 mol nAgtitulação + = 1,23836 × 10−3 mol Tivemos inicialmente que: nClCH2COOH = nAgCl = nAgtitulação + = 1,23836 × 10−3 mol Então: nClCH2COOH = 1,23836 × 10 −3 mol ⇒ mg = nClCH2COOH ∙ MMolar mg = 1,23836 × 10 −3 mol ∙ 94,5 g mol⁄ = 117,02502 × 10−3 g mmg = 117,02502 × 10 −3 g ∙ 103mg 1 g = 117,02502 mg ≅ 117,03 mg mmgClCH2COOH = 117,03 mg ∴ A massa de ClCH2COOH é aproximadamente 117,03 mg 2. O arsênio presente em 1,010 g de amostra de pesticida foi convertido em H3AsO4, após devido tratamento. O ácido foi então neutralizado e 40,0 ml de AgNO3 0,06222 mol/L foram adicionados para precipitar quantitativamente o arsênio como Ag3AsO4. O excesso de Ag + no filtrado e nas lavagens do precipitado foi titulado com 10,76 ml de KSCN 0,1 mol/L. Calcule o % de As2O3 (MM = 197,8 g mol⁄ ) na amostra. Solução: Para a reação de conversão do As2O3 em H3AsO4: As2O3 + 5H2O → 2H3AsO4 + 2H2 ↗ (I) Para a reação de neutralização com AgNO3: H3AsO4 + 3AgNO3 → Ag3AsO4↓ + 3HNO3 (II) Para a reação do excesso de Ag+ com KSCN: AgNO3 + KSCN → AgSCN + KNO3 (III) ou Ag+ + SCN− → AgSCN (IV) Então: nAg+total = nAgnetralização + + nAgexcesso+ ⇒ nAgnetralização + = nAg+total − nAgexcesso+ nAgnetralização + = nAg+total − nAgexcesso+ Para nAg+total teremos: nAg+total = 40,0 × 10 −3L ∙ 0,06222 mol L⁄ = 2,4888 × 10−3mol nAg+total = 2,4888 × 10 −3mol Pela reação IV para nAg+excesso teremos: nAg+excesso = nKCN = 10,76 × 10 −3L ∙ 0,1 mol L⁄ = 1,076 × 10−3mol nAg+excesso = 1,076 × 10 −3mol Então para o nAgneutralização + teremos: nAgneutralização + = 2,4888 × 10−3mol − 1,076 × 10−3 mol = 1,4128 × 10−3mol nAgneutralização + = 1,4128 × 10−3mol Para a reação de neutralização temos que: nH3AsO4 = nAgNO3 3 = nAgnetralização + 3 = 1,4128 × 10−3mol 3 = 4,709 ⋯ 33 × 10−4mol nH3AsO4 = 4,709 ⋯ 33 × 10 −4mol Para a reação I temos que: nAs2O4 = nH3AsO4 2 = 4,709 ⋯ 33 × 10−4 2 = 2,3546 ⋯ 67 × 10−4 mol nAs2O4 = 2,3546 ⋯ 67 × 10 −4 mol Pelo equilíbrio abaixo temos que: 𝐴𝑠2𝑂4 ⇋ 2𝐴𝑠 4+ + 4𝑂2− Então: 𝑛𝐴𝑠 = 2 ∙ nAs2O4 = 2 ∙ 2,3546 ⋯ 67 × 10 −4 mol = 4,7092 × 10−4 mol 𝑛𝐴𝑠 = 4,7092 × 10 −4 mol Para a massa de As teremos: mg = 𝑛𝐴𝑠 ∙ MM = 4,7092 × 10 −4 mo mol ∙ 74,92 g mol⁄ = 352,813264 × 10−4 g = mg = 0,046575306 ⋯ 67 g Para o % tem-se: As2O4% = mAs2O4 mamostra × 100 = 0,0352813264 × 10−4 g 1,01 g × 100 ≅ 3,49 % As% = 3,49 % ∴ O percentual de As na amostra de perticida é de aproximadamente 3,49 % 3. O formaldeído presente em 5,0 g uma amostra desinfetante de sementes foi destilado por arraste de vapor, e o destilado aquoso foi coletado em um balão volumétrico de 500,0 ml. Após diluição, uma alíquota de 25,0 ml foi tratada com 30,0 ml de solução 0,121 mol/L de cianeto de potássio para converter o formaldeído a cianohidrino de potássio, de acordo a equação: KCN + CH2O → KOCH2CN O excesso de KCN foi então removido pela adição de 40,0 ml de AgNO3 0,100 mol/L. 2CN− + 2Ag+ → Ag2(CN)2(s) O excesso de Ag+ no filtrado e nas lavagens foi titulado com 16,1 ml de NH4SCN 0,134 mol L⁄ . Calcule o % de CH2O (MM = 30,0 g mol⁄ ). Solução: Para o nKCNtotal adicionados: nKCNtotal = 30,0 × 10 −3 L ∙ 0,121 mol L⁄ = 3,63 × 10−3 mol nKCNtotal = 3,63 × 10 −3 mol Para o nAgtotal + : nAgtotal + = 40,0 × 10−3 L ∙ 0,100 mol L⁄ = 4,0 × 10−3 mol Para o nKCNexcesso: nKCNexcesso = nAg+ 2 = 40,0 × 10−3 L ∙ 0,100 mol L⁄ 2 = 2,0 × 103 mol nKCNexcesso = 2,0 × 10 3 mol Para o nAgexcesso+ : Ag+ + SCN− → AgSCN nAgexcesso+ = nSCN− = 16,1 × 10 −3L ∙ 0,134 mol L⁄ = 2,1574 × 10−3mol nAgexcesso+ = 2,1574 × 10 −3mol Para o nAg+ titulado: nAg+ titulado = 4,0 × 10 −3 mol − 2,1574 × 10−3mol = 1,8426 × 10−3mol nAg+ titulado = 1,8426 × 10 −3mol Para a reação abaixo teremos: 2CN− + 2Ag+ → Ag2(CN)2(s) nCN−excesso = nAg+ titulado = 1,8426 × 10 −3mol nCN−excesso = 1,8426 × 10 −3mol Para o nCNtitulado − : nCNtitulado − = nKCNtotal − nCN−excesso = 3,63 × 10 −3 mol − 1,8426 × 10−3mol = 1,7874 × 10−3mol nCNtitulado − = 1,7874 × 10−3mol Para a reação inicial: KCN + CH2O → KOCH2CN Logo: nCH2O = nKCN = nCNtitulado − = 1,7874 × 10−3mol nCH2O = 1,7874 × 10 −3mol Para a massa de CH2O: mgCH2O = nCH2O ∙ MM = 1,7874 × 10 −3mol ∙ 30,0 g mol⁄ = 53,622 × 10−3g mgCH2O = 53,622 × 10 −3g Para o % de CH2O: CH2O% = mgCH2O mgalíquota × 100 = 53,622 × 10−3g 0,25 g × 100 = 21,4488% ≅ 21,45% CH2O% = 21,45% ∴ O percentual de CH2O na amostra é de aproximadamente 21,45% 4. A ação de uma solução alcalina de I2 sobre raticida “Warfarine” (C19H16O4 − MM = 308,34 g mol⁄ ), resulta na formação de 1 mol de iodofórmio, CHI3 (MM = 393,73 g mol⁄ ), para cada mol do composto precursor reagido. A análise do “Warfarine” pode então ser baseada na seguinte reação entre CHI3 e Ag +. CHI3 + 3Ag + + 3H2O → 3AgI(s) + 2H3O + + CO(g) O CHI3 produzido a partir de 13,96 g da amostra foi tratado com 25,0 ml de AgNO3 0,02979 mol/L e o excesso de Ag+ foi titulado com 2,85 ml de KCN 0,05411 mol L⁄ . Calcule o % de “Warfarine” na amostra. Solução: Para o nAgtotal + : nAgtotal + = nAgNO3 = 25,0 × 10 −3L ∙ 0,02979 mol L⁄ = 0,74475 × 10−3mol nAgtotal + = 0,74475 × 10−3mol Para o nAgexcesso+ : nAg+excesso = nKCN = 2,85 × 10 −3 L ∙ 0,05411 mol L⁄ = 0,1542135 × 10−3mol nAg+excesso = 0,1542135 × 10 −3mol Para o nAgtitulação + : nAgtitulação + = nAgtotal + − nAg+excesso = 0,74475 × 10 −3mol − 0,1542135 × 10−3mol nAgtitulação + = 0,5905365 × 10−3 mol Pela reação inicial temos que:nCHI3 = 0,5905365 × 10−3 mol 3 = 0,1968455 × 10−3mol nCHI3 = 0,1968455 × 10 −3mol Como nCHI3 = nC19H16O4 = 0,1968455 × 10 −3mol Então para a massa de C19H16O4 : mC19H16O4 = nC19H16O4 ∙ MM = 0,1968455 × 10 −3mol ∙ 308,34 g mol⁄ = 60,69534147 × 10−3g Para o % de Warfarine: %C19H16O4 = 60,69534147 × 10−3 g 13,96 g × 100 ≅ 0,435% %C19H16O4 = 0,435% ∴ O percentual de Warfarine na amostra é de aproximadamente 0,435% 5. 5,0 ml de uma suspensão aquosa de selênio elementar foi tratado com 25,0 ml de AgNO3 0,0360 mol/L amoniacal. Após completar a reação abaixo, o ácido nítrico foi adicionado para dissolver o Ag2SeO3 e o excesso de reagente requereu 16,74 ml de KSCN 0,01370 mol/L para ser titulado o método de Volhard. 6Ag(NH3)3 + + 3Ses + 3H2O → 2Ag2Se(𝑠) + 𝐴𝑔2𝑆𝑒𝑂3(𝑠) + 6𝑁𝐻4 + Determine a massa de Se (𝑀𝑀 = 44,96 𝑔/𝑚𝑜𝑙) presente na amostra e diga sobre a viabilidade desta análise pelo método de Mohr. Solução: 𝑛𝐴𝑔𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 + = 25,0 × 10−3𝐿 ∙ 0,0360 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ = 0,9 × 10−3 𝑚𝑜l 𝑛𝐴𝑔𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 + = 0,9 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 Para a reação com excesso de 𝐴𝑔+: 𝐴𝑔𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜 + + 𝑆𝐶𝑁− → 𝐴𝑔𝑆𝐶𝑁 Logo: 𝑛𝐴𝑔𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜+ = 𝑛𝑆𝐶𝑁− = 16,74 × 10 −3𝐿 × 0,01370 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ = 0,229338 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐴𝑔𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜+ = 0,229338 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 Para o 𝑛𝐴𝑔𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 + : 𝑛𝐴𝑔𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 + = 0,9 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 − 0,229338 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 = 0,670662 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐴𝑔𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 + = 0,670662 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 Pela estequiometria da reação inicial temos que: 𝑛𝑆𝑒 = 3 ∙ 𝑛𝐴𝑔𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜𝑠 + 6 = 3 ∙ 0,670662 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 6 = 0,335331 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝑆𝑒 = 0,335331 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 Para a massa do Selênio teremos: 𝑚𝑠𝑒𝑙ê𝑛𝑖𝑜 = 𝑛𝑆𝑒 ∙ 𝑀𝑀 = 0,335331 × 10 −3 ∙ 44,96 g 𝑚𝑜𝑙⁄ = 15,07648176 × 10−3 𝑔 ≅ 15,08 𝑚𝑔 𝑚𝑠𝑒𝑙ê𝑛𝑖𝑜 = 15,08 𝑚𝑔 ∴ 𝐴 𝑚𝑎𝑠𝑠𝑎 𝑑𝑜 𝑠𝑒𝑙ê𝑛𝑖𝑜 𝑝𝑟𝑒𝑠𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑛𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 é 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 15,08 𝑚𝑔 Em relação ao método de Mohr não seria aplicável devido a reação se processar em meio ácido. O método de Mohr só é aplicável quando o pH estiver entre 6,5 e 10. 6. Um amostra de minério de manganês pesando 140 mg é conveniente solubilizada e o íon de 𝑀𝑛+2 resultante é completamente oxidado a 𝑀𝑛𝑂4 − pelo bismuto de sódio, Eliminando o excesso de Bismutato adicionou-se à solução 50,0 ml de uma solução de sulfato ferroso. O excesso do sulfato ferroso é oxidado por 10,0 ml de solução de 𝐾𝑀𝑛𝑂4 0,120 N. Sabendo-se que 25,0 ml da solução de 𝐹𝑒𝑆𝑂4 são equivalentes 27,5 ml da solução de 𝐾𝑀𝑛𝑂4, calcular o teor de Mn no minério analisado. Solução: Reação com o bismutato de sódio 𝑀𝑛𝑂 + 𝑁𝑎𝐵𝑖𝑂3 → 𝑁𝑎𝑀𝑛𝑂4 + 𝐵𝑖 (𝐼) Reação com o sulfato ferroso (imaginemos que esta reação seja processada em meio ácido): 2𝑁𝑎𝑀𝑛𝑂4 + 10𝐹𝑒𝑆𝑂4 + 8𝐻2𝑆𝑂4 → 2𝑀𝑛𝑆𝑂4 + 5𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 + 𝑁𝑎2𝑆𝑂4 + 8𝐻2𝑂 (𝐼𝐼 𝐴) Ou ainda 𝑀𝑛𝑂4 − + 5𝐹𝑒+2 + 8𝐻+ → 𝑀𝑛+2 + 5𝐹𝑒+3 + 4𝐻2𝑂 (𝐼𝐼 𝐵) Para a reação com o excesso de sulfato ferroso (imaginemos que esta reação seja processada em meio ácido): 2𝐾𝑀𝑛𝑂4 + 10𝐹𝑒𝑆𝑂4 + 8𝐻2𝑆𝑂4 → 2𝑀𝑛𝑆𝑂4 + 5𝐹𝑒2(𝑆𝑂4)3 + 𝐾2𝑆𝑂4 + 8𝐻2𝑂 (𝐼𝐼𝐼 𝐴) Ou ainda 𝑀𝑛𝑂4 − + 5𝐹𝑒+2 + 8H+ → 𝑀𝑛+2 + 5𝐹𝑒+3 + 4𝐻2𝑂 (𝐼𝐼 𝐵) Para concentração molar do 𝐾𝑀𝑛𝑂4: 𝑁𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 ∙ 𝑋 ⇒ 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 𝑁𝐾𝑀𝑛𝑂4 𝑋 = 0,120 𝑁 1 = 0,120 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 0,120 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ Para o 𝑛𝐹𝑒𝑆𝑂4𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙: 𝑛𝐹𝑒𝑆𝑂4𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 𝑀𝐹𝑒 𝑆𝑂4 ∙ 𝑉𝐹𝑒𝑆𝑂4 = A questão informa que a equivalência de volume 25 ml de 𝐹𝑒2𝑆𝑂4 para 27,5 ml de 𝐾𝑀𝑛𝑂4. Então: 25 𝑚𝑙 𝑑𝑒 𝐹𝑒2𝑆𝑂4 27,5 𝑚𝑙 𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 𝑛𝐹𝑒2𝑆𝑂4 𝑀𝐹𝑒2𝑆𝑂4 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 𝑀𝐹𝑒2𝑆𝑂4 ∙ 𝑉𝐹𝑒2𝑆𝑂4 𝑀𝐹𝑒2𝑆𝑂4 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 𝑉𝐹𝑒2𝑆𝑂4 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 𝑉𝐹𝑒2𝑆𝑂4 ∙ 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 0,9091 Logo: 𝑉𝐹𝑒2𝑆𝑂4 ∙ 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 0,9091 ⇒ 𝑛𝐾𝑀𝑛O4 = 𝑉𝐹𝑒2𝑆𝑂4 ∙ 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 0,9091 = 25 × 10−3 𝐿 ∙ 0,120 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ 0,9091 = 3,3 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 3,3 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 Pela estequiometria da reação III A, temos que: 𝑛𝐹𝑒 𝑆𝑂4𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 10 ∙ 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 2 = 10 ∙ 3,3 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 2 = 16,5 × 10−3𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐹𝑒 𝑆𝑂4𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 = 16,5 × 10 −3𝑚𝑜𝑙 Para o excesso de 𝐹𝑒𝑆𝑂4 oxidado pelo 𝐾𝑀𝑛𝑂4: 𝑛𝐹𝑒2𝑆𝑂4𝑒𝑥c𝑒𝑠𝑠𝑜 = 10 ∙ 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 2 = 10 ∙ (10,0 × 10−3𝐿 ∙ 0,12 𝑚𝑜𝑙 𝐿⁄ ) 2 = 6,0 × 10−3𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐹𝑒 𝑆𝑂4𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜 = 6,0 × 10 −3𝑚𝑜𝑙 Para 𝑛𝐹𝑒𝑆𝑂4𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜: 𝑛𝐹𝑒𝑆𝑂4𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 𝑛𝐹𝑒 𝑆𝑂4𝑡𝑜𝑡𝑎𝑙 − 𝑛𝐹𝑒 𝑆𝑂4𝑒𝑥𝑐𝑒𝑠𝑠𝑜 𝑛𝐹𝑒𝑆𝑂4𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 16,5 × 10 −3𝑚o𝑙 − 6,0 × 10−3𝑚𝑜𝑙 = 10,5 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐹𝑒𝑆𝑂4𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 = 10,5 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 Pela estequiometria da reação II A temos que: 𝑛𝑁𝑎𝑀𝑛𝑂4 = 2 ∙ 𝑛𝐹𝑒𝑆𝑂4𝑡𝑖𝑡𝑢𝑙𝑎𝑑𝑜 10 = 2 ∙ 10,5 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 10 = 1,05 × 10−3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝑁𝑎𝑀𝑛𝑂4 = 1,05 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 Pela estequiometria I temos que: 𝑛𝑀𝑛𝑂 = 𝑛𝑁𝑎𝑀𝑛𝑂4 = 1,05 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝑀𝑛𝑂 = 1,05 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 Como condição inicial temos que: 𝑀𝑛𝑂 ⇋ 𝑀𝑛+2 + 𝑂−2 Então: 𝑛𝑀𝑛 = 𝑛𝑀𝑛𝑂 = 1,05 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝑀𝑛 = 1,05 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 Logo para a massa de Mn: 𝑚𝑀𝑛 = 𝑛𝑀𝑛 ∙ 𝑀𝑀 = 1,05 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 ∙ 54,94 𝑔 𝑚𝑜𝑙⁄ = 57,687 × 10−3 = 57,687 𝑚𝑔 𝑚𝑀𝑛 = 57,687 𝑚𝑔 Para o % de Mn na amostra de minério teremos: 𝑀𝑛% = 𝑚𝑀𝑛 𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 × 100 = 57,687 𝑚𝑔 140 𝑚𝑔 × 100 = 41,205 % ∴ 𝑂 𝑝𝑒𝑟𝑐𝑒𝑛𝑡𝑢𝑎𝑙 𝑑𝑒 𝑀𝑛 𝑛𝑎 𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎 𝑑𝑒 𝑚𝑖𝑛𝑒𝑟𝑖𝑜 é 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 41,205 % 7. Uma amostra de ferro em pó, pró-análise, pesando 0,2320 g foram dissolvidos em ácido sulfúrico. A solução resultante necessitou de 42,4 ml de 𝐾𝑀𝑛𝑂4 para oxidação completa. Qual a normalidade e o fator de correção para a solução de 𝐾𝑀𝑛𝑂4? Solução: Para a reação temos que: 𝑀𝑛𝑂4 − + 5𝐹𝑒2+ + 8𝐻+ → 𝑀𝑛+2 + 5𝐹𝑒3+ + 4𝐻2𝑂 O número de mols 𝐹𝑒2+ pode ser dado por: 𝑛𝐹𝑒2+ = 𝑚𝐹𝑒2+ 𝑀𝑀 = 0,2320 𝑔 55,845 𝑔 ∙ 𝑚𝑜𝑙−1 = 0,00415 ⋯ 94 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐹𝑒2+ = 0,00415 ⋯ 94 𝑚𝑜l Pela estequiometria da reação temos que: 𝑛𝑀𝑛𝑂4 − = 0,00415 ⋯ 94 𝑚𝑜𝑙 5 = 8,3087 ⋯ 81 × 10−4 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝑀𝑛𝑂4 − = 8,3087 ⋯ 81 × 10 −4 𝑚𝑜𝑙 Como 𝐾𝑀𝑛𝑂4 ⇋ 𝐾 + + 𝑀𝑛𝑂4 − Então: 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 𝑀𝑛𝑂4 − = 8,3087 ⋯ 81 × 10−4 𝑚𝑜𝑙 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 8,3087 ⋯ 81 × 10 −4 𝑚𝑜𝑙 Para a concentração normal, temos que: 𝑁𝐾𝑀𝑚𝑂4 = 𝑀𝐾𝑀𝑛𝑂4 ∙ 𝑋 = ( 𝑛𝐾𝑀𝑛𝑂4 𝑉𝐾𝑀𝑛𝑂4 ) ∙ 𝑋 = ( 8,3087 ⋯ 81 × 10−4 𝑚𝑜l 42,4 × 10−3 𝑚𝑙 ) ∙ 1 = 0,01959 ⋯ 92 𝑁 𝑁𝐾𝑀𝑚𝑂4 = 0,01959 ⋯ 92 𝑁 Para o fator de correção se a solução desejada fosse exatamente fosse de 0,02 N: 𝐹𝐶𝐾𝑀𝑛𝑂4 = 0,01959 ⋯ 92 𝑁 0,02 𝑁 = 0,9798 ⋯ 24 ∴ 𝐴 𝑐𝑜𝑛𝑐𝑒𝑛𝑡𝑟𝑎çã𝑜 𝑛𝑜𝑚𝑎𝑙 𝑑𝑜 𝐾𝑀𝑛𝑂4 é 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 𝑖𝑔𝑢𝑎𝑙 𝑎 0,0196 𝑁 𝑒 𝑠𝑒𝑢 𝑓𝑎𝑡𝑜𝑟 𝑑𝑒 𝑐𝑜𝑟𝑟𝑒çã𝑜 é 𝑑𝑒 𝑎𝑝𝑟𝑜𝑥𝑖𝑚𝑎𝑑𝑎𝑚𝑒𝑛𝑡𝑒 0,9798. 8. Na determinação de cobre numa amostra de latão são conhecidos dados: i) A massa da amostra é igual 0,5000 g; ii) A amostra foi dissolvida em ácido nítrico e tratada convenientemente a fim de se eliminar todas as interferências; iii)A solução da amostra, livre de interferências, foi diluída para 250 ml em um balão volumétrico; iiii) Uma alíquota de 100 ml desta solução foi tratada com excesso de KI, acidificada com HCl, e titulada com solução de 𝑁2𝑆2𝑂3 0,10 N, na presença de amido com indicador, gastando-se 20,8 ml da solução de 𝑁𝑎2𝑆2𝑂3. Calcule a porcentagem de cobre na amostra. Solução: Trata-se de um caso de iodometria. Antes de tudo deve ser formado o iodato de potassio como segue as reação: 𝐾𝐼 + 3𝐻2𝑂 → 𝐾𝐼𝑂3 + 3𝐻2 ↗ O Iodato de potássio é convertido em gás iodo como se segue (Já em meio ácido): 6𝐾𝐼𝑂3 + 6𝐻𝐶𝑙 → 3𝐼2 + 6𝐾𝐶𝑙 + 3𝐻2𝑂 + 9 2 𝑂2 Para a reação do iodo com tiossulfato de sódio: 𝐼2 + 2𝑆2𝑂3 2− → 2𝐼− + 𝑆4𝑂6 −2 Logo somandos-as: 𝐶𝑢2+ + 2𝐼− → 2𝐶𝑢𝐼(𝑠) 1 2 𝐼2 + 2𝑆2𝑂3 2− + 𝐶𝑢2+ → 𝐶𝑢𝐼(𝑠) + 𝑆4𝑂6 −2 Então 𝑛𝐶𝑢2+ = 𝑛𝑆2𝑂32− 2 = 𝑀𝑆2𝑂32− ∙ 𝑉𝑆2𝑂32− 2 = ( 𝑁𝑆2𝑂32− 2 ) ∙ 𝑉𝑆2𝑂3 2− 2 = 𝑁𝑆2𝑂32− ∙ 𝑉𝑆2𝑂32− 4 = 0,1 𝑁 ∙ 20,8 × 10−3𝐿 4 𝑛𝐶𝑢2+ = 0,52 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙𝑠 Para a sua massa de cobre: 𝑚𝐶𝑢2+ = 𝑛𝐶𝑢2+ ∙ 𝑀𝑀 = 0,52 × 10 −3 𝑚𝑜𝑙 ∙ 63,546 𝑔 𝑚𝑜𝑙⁄ = 33,04392 × 10−3 𝑔 = 33,04392 𝑚𝑔 𝑚𝐶𝑢2+ = 33,04392 𝑚𝑔 Temos que o total de amostra presente na alíquota de 100 ml 𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎100 𝑚𝑙 = 0,500𝑔 250 𝑚𝑙 ∙ 100 𝑚𝑙 = 0,2 𝑔 𝑚𝑎𝑚𝑜𝑠𝑡𝑟𝑎100 𝑚𝑙 = 0,2 𝑔 Então para o percentual de cobre na amostra: %Cu = mCu mamostra100 ml × 100 = 33,04392 × 10−3 g 0, 2 g × 100 ≅ 16,52 % %Cu = 16,52 % ∴ O percentual de Cubre na amostra analisada é de aproximadamente 16,52 %
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