(2,5)
de uma amostra de água oxigenada comercial foi diluída a 250 mL em um balão volumétrico. Foi adicionado
a uma alíquota de
na amostra diluída, sendo gastos
de
. Calcular a concentração de
e em volumes (volume de
nas CNTP).
Passo 1
Vou listar de forma clara os dados que o enunciado dá (interpretei o volume inicial da amostra comercial como
, que parece ser o valor pretendido):
- Volume da amostra comercial retirada e diluída:
. - Volume final da diluição no balão:
. - Alíquota retirada da solução diluída para titularem:
. - Titulação: foram gastos
de solução de com concentração . - Reação redox (dada):
- Massa molar dada de
: .
O que o enunciado pede: - Calcular a concentração de
(dar a concentração da solução comercial, expressa em mol,L^{-1} e em massa/volume). - Calcular os “volumes” (isto é, litros de
nas CNTP gerados por 1 litro dessa solução — definição usual de “volumes” para água oxigenada).
Passo 2
Calcular quantos mols de
foram consumidos na titulação. Para isso converto o volume usado para litros e multiplico pela molaridade:
Fazendo a conta:
Passo 3
Usar a estequiometria da reação para relacionar mols de
(ou
) com mols de
.
A reação mostra que mol de
reagem com
mol de
. Logo, cada mol de
consome
mol de
. Assim:
A reação mostra que
Substituindo:
Isto é, na alíquota de
da solução diluída havia
de
.
Passo 4
A partir dos mols na alíquota calculo a concentração (molaridade) da solução diluída:
Explicação rápida: a alíquota de
é apenas uma parte da solução diluída; dividindo os mols medidos pelo volume dessa alíquota obtemos a concentração da solução diluída.
Passo 5
Determinar quantos mols de
havia originalmente na totalidade do frasco diluído (
). Multiplico a molaridade da solução diluída pelo volume total:
Esse número corresponde aos mols de
que estavam presentes no volume de
da amostra comercial que foi levado ao frasco de
.
Agora converto esses mols em massa:
Portanto, os
da amostra comercial continham
de
.
Passo 6
Calcular a concentração da solução comercial em diferentes formas úteis.
- Molaridade da solução comercial (mol por litro). O volume dessa amostra é
, então:
- Concentração em massa por volume (g,L^{-1}):
- Concentração em porcentagem m/v (
por ):
Comentário: a forma
m/v é muito usada para água oxigenada comercial (por exemplo
é a água oxigenada de farmácia).
Passo 7
Agora calcular os “volumes” — definição prática: “volumes” indica quantos litros de
nas CNTP são liberados pela decomposição de
da solução. Primeiro relaciono mols de
com mols de
pela reação de decomposição:
Daí,
mol de
geram
mol de
. Logo
mol de
gera
mol de
.
Se a solução comercial tem
, os mols de
liberados por litro de solução são:
Nas CNTP (condições normais) o volume molar que usaremos é
. Assim o volume de
produzido por litro de solução é:
Por convenção, esse valor em litros de
por litro de solução é chamado de “volumes” da água oxigenada: a solução é, portanto, aproximadamente
volumes.
Passo 8
Resumo numérico com aproximações compatíveis com algarismos significativos dos dados (3 algarismos significativos):
-
. -
. -
. -
(no original). - Massa em
: . - Concentração da solução comercial:
-
. -
(que corresponde a m/v).
-
- Volumes:
volumes (ou seja, de a CNTP por de solução).
Resposta
Volumes