Química Analítica - Volumetria e Gravimetria

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QUÍMICA ANALÍTICA APLICADA À METALURGIA – QUI 137 LISTAS DE EXERCÍCIOS/2013 
 
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LISTAS DE EXERCÍCIOS I 
 
ACERTO DE EQUAÇÕES, ESTEQUIOMETRIA E PREPARO DE SOLUÇÕES 
 
1. Balanceie as equações químicas abaixo: 
a) Cu + HNO3 → Cu(NO3)2 + NO + H2O 
b) CrO3 + SnCl2 + HCl → CrCl3 + SnCl4 + H2O 
c) PbO2 + HCl → PbCl2 + Cl2 + H2O 
d) FeSO4 + KMnO4 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 +K2SO4 +MnSO4 + H2O 
e) FeSO4 + K2Cr2O7 + H2SO4 → Fe2(SO4)3 + Cr2(SO4)3 + K2SO4 + H2O 
f) FeSO4 + HBrO + HCl → FeCl3 + H2SO4 + HBr + H2O 
g) Cl2 + NaOH → NaClO + NaCl + H2O 
h) Au + HNO3 + HCl → AuCl3 + NO + H2O 
i) HNO3 + HCl → Cl2 + NO + H2O 
j) Fe
2+
 + MnO4
-
 + H
+
 → Fe3+ + Mn2+ + H2O 
k) I
-
 + Cr2O7
2-
 + H
+
 → Cr3+ + I2 + H2O 
l) H2C2O4 + H
+
 + MnO4
-
 → Mn2+ + H2O + CO2 
m) Al + OH
-
 + H2O + NO2 → NH3 + Al(OH)4
-
 
n) Fe
2+
 + NO3
-
 + H
+
 → Fe3+ + NO + H2O 
 
2. Soda cáustica, NaOH, pode ser preparada comercialmente reagindo-se carbonato de sódio, 
Na2CO3, com cal, Ca(OH)2. Que massa de NaOH pode ser obtida tratando-se 1 kg de carbonato de 
sódio com a quantidade adequada de cal? Qual é esta quantidade de Ca(OH)2 necessária? 
 
3. Calcule a massa de óxido de cálcio, CaO, que pode ser obtida aquecendo-se 200 kg de calcário 
contendo 95% de carbonato de cálcio, CaCO3? 
 
4. Quanta água é produzida quando uma mistura contendo 100 g de H2 e 100 g de O2 reage 
explosivamente, conforme a equação: 2H2 + O2 → 2H2O? 
 
5. Uma amostra de carbonato de potássio (K2CO3) pura foi aquecida para retirar o CO2. Se a perda 
de massa da amostra foi de 0,9554 g, qual massa de amostra foi pesada? 
 
6. Em qual volume deve-se dissolver 30,8000 g de MgSO4.7H2O para se preparar uma solução com 
concentração 0,250 mol/L? 
 
7. Que massa de sulfato férrico (Fe2(SO4)3) deve ser pesada para se preparar 200 mL de uma 
solução 0,010 M? Qual a concentração molar do íon Fe
3+
 nesta solução? 
 
8. Na solução do problema anterior, qual a concentração do íon Fe
3+
 em mg/mL? 
 
9. Prepara-se uma solução de nitrato de cobre II (Cu(NO3)2) dissolvendo-se 754,0 mg deste sal em 
200 mL de solução. Qual a concentração molar dessa solução? Qual a concentração molar do íon 
Cu
2+
? 
 
10. Considere uma solução de Ca
2+
 1000 mg/mL. Que volume desta solução deve ser tomado para 
se preparar 250 mL de outra solução cuja concentração é 100,0 mg/mL? 
 
11. Qual a concentração (em mol/L) de uma solução de ácido clorídrico (HCl) concentrado 
(36% p/p; d = 1,15 g/cm
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)? Que volume dessa solução deve ser tomado para se preparar 500 mL de 
uma solução 0,200 mol/L? 
 
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12. Dê a concentração (em mol/L) das soluções preparadas da seguinte forma: 
a) diluindo 10 mL de NaCl 0,0323 mol/L para 50 mL; 
b) diluindo 20 mL de HCl 0,104 mol/L para 50 mL; 
c) diluindo 25 mL de NaOH 40,0 mg/mL para 500 mL; 
d) diluindo 10 mL de KH2PO4 0,100 mol/L para 250 mL; 
e) diluindo 25 mL de FeSO4 500,0 mg/mL para 200 mL. 
 
 
 
GRAVIMETRIA 
 
1. O que é um procedimento gravimétrico? 
 
2. O que é o fator gravimétrico? 
 
3. Uma massa de 628,0 mg de Zr(HPO4)2 é calcinada levando à formação de ZrP2O7. Qual é a 
massa que se forma deste sal? 
 
4. Calcule a porcentagem de Fe em: 
a) FeO 
b) Fe2O3 
c) Fe3O4 
 
5. Uma amostra de 350,0 mg contendo clorato de potássio (KClO3) foi convenientemente reduzida e 
tratada com uma solução de nitrato de prata (AgNO3). O AgCl resultante possuía uma massa de 
185,0 mg. Calcule a porcentagem de KClO3 na amostra original. 
 
6. Uma amostra de bronze com massa de 712,0 mg foi dissolvida e tratada de modo a precipitar 
sucessivamente SnS2, CuS, ZnNH4PO4.2H2O e PbSO4. Cada precipitado foi separado e calcinado 
para produzir 83,2 mg de SnO2; 700,5 mg de CuO; 50,6 mg de ZnP2O7 e 36,3 mg de PbSO4. 
Calcule a porcentagem de cada metal no bronze. 
 
7. O cálcio de uma amostra de calcário pesando 607,4 mg foi precipitado como oxalato de cálcio 
(CaC2O4) e calcinado a uma temperatura suficiente para transformá-lo em carbonato de cálcio cuja 
massa é 246,7 mg. Calcule a porcentagem de Ca na amostra. Suponha que a amostra tivesse sido 
calcinada a uma temperatura alta o suficiente para transformar o oxalato em óxido de cálcio; qual 
seria a massa de CaO obtida? 
 
8. Um comprimido de um antiácido pesando 3,0840 g foi dissolvido em um béquer. Esta solução foi 
transferida para um balão volumétrico de 100 mL e o volume completado com água destilada. A 
uma alíquota de 25 mL adiciona-se 8-hidroxiquinolina suficiente para precipitar o Al e o Mg. Após 
a calcinação, os óxidos formados pesaram 0,1775 g. Toma-se uma segunda alíquota de 25 mL e 
adiciona-se solução de NH3 para precipitar o Al como Al(OH)3. Após calcinação a 800 ºC o 
precipitado pesou 0,1167 g. Calcule a porcentagem de Al e Mg na amostra de antiácido. 
 
9. Uma moeda de prata pesando 5,8200 g foi dissolvida em ácido nítrico (HNO3). Quando cloreto 
de sódio (NaCl) foi adicionado à solução, toda a prata foi precipitada como cloreto de prata (AgCl). 
O AgCl formado pesou 7,2000 g. Determine a porcentagem de prata na moeda. 
 
 
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10. Um carvão betuminoso foi analisado como se segue: exatamente 2,5000 g foram colocados num 
cadinho de sílica. Após a secagem a 110 ºC durante uma hora, a amostra seca pesou 2,3140 g. O 
cadinho foi então coberto com uma tampa ventilada e aquecido fortemente até que todo material 
volátil fosse eliminado. O coque residual pesou 1,5280 g. O cadinho foi então aquecido sem a 
tampa até que todo o coque fosse queimado e as cinzas que restam pesaram 0,2450 g. Quais são as 
porcentagens de umidade, matéria volátil, carvão fixo e cinzas nesta amostra? 
 
11. Numa amostra de carvão as porcentagens encontradas foram: porcentagem de material 
volatilizável 21,06%, carbono fixo 71,80% e cinzas 7,14%. Se a umidade desta amostra era de 
2,49%, quais são as porcentagens da amostra? 
 
 
 
VOLUMETRIA 
 
1. O que é titulação volumétrica? 
 
2. Qual é diferença entre “ponto final” e o “ponto equivalência” de uma titulação? 
 
3. O que é um padrão primário? Cite exemplos. 
 
4. O que é um indicador? 
 
5. Por que devemos padronizar uma solução antes de utilizá-la em uma titulação? 
 
6. Desenhe um esquema de um aparato titulométrico indicando o nome de cada componente, 
definindo titulante e titulado. 
 
7. Uma solução de permanganato de potássio (KMnO4) foi padronizada com uma solução de Fe
2+
 
em pH 2. A solução de ferro foi preparada dissolvendo 0,7417 g de um arame de ferro puro para 
100 mL de solução. Foram retiradas três alíquotas de 10 mL e estas foram tituladas com a solução 
de KMnO4. Para cada uma das titulações foram observados os seguintes volumes: 30,50 mL; 
29,90 mL e 30,10 mL. Qual é a concentração da solução de KMnO4 (em mol/L)? 
Equação: Fe
2+
 + MnO4
-
 + H
+
 → Fe3+ + Mn2+ + H2O (Verifique o balanceamento) 
 
8. Uma massa de oxalato de sódio (Na2C2O4 - padrão primário) de 143,2 mg foi dissolvida em ácido 
sulfúrico (H2SO4) e titulada com solução de KMnO4. Se forem consumidos 26,73 mL para atingir o 
ponto final, qual é a concentração (mol/L) da solução de KMnO4? 
Equação: MnO4
-
 + H2C2O4 + H
+
 → Mn2+ + CO2 + H2O(Verifique o balanceamento) 
 
9. O arsênio de uma amostra é determinado por iodometria. Pesa-se 10,5700 g da amostra que é 
então dissolvida em HNO3 para oxidação do As a H3AsO4. Aquece-se a solução para eliminação do 
HNO3 e adiciona-se H2SO4 e iodeto de potássio (KI) para gerar I2. O iodo resultante é titulado com 
solução de tiosulfato de sódio (Na2S2O3) 0,0126 mol/L, observando-se um consumo de 14,13 mL. 
Determine o teor de As na amostra em mg/kg. 
 Equações: H3AsO4 + I
-
 + H
+
 → HAsO2 + I2 + H2O (Verifique o balanceamento) 
 I2 + S2O3
2-
 → S4O6
2-
 + I
-
 (Verifique o balanceamento) 
 
10. O teor de ferro é determinado por titulação com solução padrão de dicromato de potássio 
(K2Cr2O7) após conveniente redução com solução de estanho II. Que massa de amostra contendo 
 
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56% de ferro deve ser pesada para que em uma titulação se consuma 30,00 mL de solução de 
dicromato de potássio 0,015 mol/L? 
Equações: Fe
3+
 + Sn
2+
 → Fe2+ + Sn4+ (Verifique o balanceamento) 
 Fe
2+
 + Cr2O7
2-
 + H
+
 → Fe3+ + Cr3+ + H2O (Verifique o balanceamento) 
 
11. O chumbo de uma amostra pesando 0,2000 g foi precipitado como cromato de chumbo 
(PbCrO4). O precipitado foi filtrado, lavado e a ele se adicionou ácido para formação de dicromato 
que, por sua vez, foi titulado com solução padrão de sulfato ferroso 0,050 mol/L, consumindo 
15,50 mL. Qual a porcentagem de chumbo na amostra original? 
Equações: Pb
2+
 + CrO4
2-
 → PbCrO4 (Verifique o balanceamento) 
 PbCrO4 + H
+
 → Pb2+ Cr2O7
2-
 + H2O (Verifique o balanceamento) 
 
12. Uma amostra de 0,1250 g de Cu metálico é dissolvida em HNO3. O Cu
2+
 resultante é reduzido 
pela ação do I
-
 e o I2 liberado consome, em uma titulação, 21,10 mL da solução de Na2S2O3. Qual a 
concentração (mol/L) do Na2S2O3? 
Equação: Cu
2+
 + I
-
 → CuI + I2 (Verifique o balanceamento) 
 
13. Para se determinar o teor de Mn em uma amostra pesou-se 1,0023 g desta amostra. Essa massa 
foi dissolvida em HCl e transferida para um balão de 250 mL, cujo volume foi completado com 
água destilada. Retirou-se uma alíquota de 50 mL e ajustou-se o pH para 4,5 com tampão de 
HOAc/OAc
-
 (ácido acético/acetato) e suspensão de ZnO. A titulação com KMnO4 0,0200 mol/L 
consumiu 12,16 mL do titulante. Qual a porcentagem de Mn na amostra original? 
Equação: MnO4
-
 + Mn
2+
 + H2O → MnO2 + H
+
 (Verifique o balanceamento) 
 
 
 
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RESPOSTAS DAS LISTAS DE EXERCÍCIOS I 
 
ACERTO DE EQUAÇÕES, ESTEQUIOMETRIA E PREPARO DE SOLUÇÕES 
 
2. 963,86 g. 698,80g. 
3. 106,4 kg. 
4. 112,5 g. 
5. 2,9965 g. 
6. 0,5 L ou 500 mL. 
7. 0,8 g. 0,02 mol/L. 
8. 1,12 mg/mL. 
9. 0,02 mol/L. 0,02 mol/L. 
10. 25 mL. 
11. 8,8 mL. 
12. a) 0,00646 mol/L. 
 b) 0,0416 mol/L. 
 c) 0,05 mol/L. 
 d) 0,004 mol/L. 
 e) 0,411 mol/L. 
 
 
GRAVIMETRIA 
 
3. 0,5880 g. 
4. a) 77,78%. 
 b) 70,00%. 
 c) 72,41%. 
5. 45,14%. 
6. 9,199% Sn; 78,596 % Cu; 1,941 % Zn; 3,483 % Pb. 
7. 16,26%. 0,1382 g ou 138,2 mg. 
8. 5,24% Al; 7,91% Mg. 
9. 93,11%. 
10. %umidade: 7,44%; %matéria volátil: 31,44%; %cinzas: 9,8%; %carbono fixo: 51,32%. 
11. %umidade: 2,49%; %matéria volátil: 18,57%; %cinzas: 7,14%; %carbono fixo: 71,80%. 
 
 
VOLUMETRIA 
 
7. 0,087 mol/L. 
8. 0,0257 mol/L. 
9. 630,1 mg/kg. 
10. 0,2693 g. 
11. 26,70%. 
12. 0,0932 mol/L. 
13. 9,98%.