de ferro impuro foi dissolvido em 20 mL de HCl 3 molar, produzindo cloreto ferroso e hidrogênio. Após essa reação, o excesso de HCl foi neutralizado por 10 mL de NaOH 2 molar. Qual é a porcentagem de pureza do ferro analisado?
Passo 1
Vamos começar resumindo o que a questão está pedindo e identificar os conceitos que vamos usar. Temos 1,24 g de ferro impuro que reage com ácido clorídrico (HCl) 3M. Essa reação produz cloreto de ferro e hidrogênio. Depois, o excesso de HCl é neutralizado com hidróxido de sódio (NaOH) 2M. Precisamos descobrir qual a porcentagem de pureza do ferro analisado. Para resolver isso, vamos usar conceitos de estequiometria e de reações ácido-base.
Passo 2
Primeiro, vamos escrever a equação química da reação entre o ferro (Fe) e o ácido clorídrico (HCl):
Isso nos mostra que 1 mol de ferro reage com 2 mols de HCl.
Passo 3
Vamos calcular quantos mols de HCl foram inicialmente usados. Sabemos que a concentração (M) é dada por:
Temos 20 mL de HCl 3M, que é igual a 0,020 L. Então:
Passo 4
Depois da reação com o ferro, sobraram HCl que foi neutralizado pelo NaOH. Temos 10 mL de NaOH 2M, que é 0,010 L:
Como NaOH neutraliza o HCl na proporção 1:1, isso significa que sobraram 0,020 mol de HCl.
Passo 5
Agora, vamos descobrir quantos mols de HCl reagiram com o ferro. Se inicialmente tínhamos 0,060 mol de HCl e sobraram 0,020 mol, então:
Passo 6
Pela equação química, sabemos que 2 mols de HCl reagem com 1 mol de Fe. Então, os mols de Fe que reagiram são:
Passo 7
Agora, vamos calcular a massa de ferro que corresponde a 0,020 mol. A massa molar do ferro (Fe) é aproximadamente 55,85 g/mol:
Passo 8
Sabemos que a massa total de ferro impuro era 1,24 g. Agora, para encontrar a porcentagem de pureza:
Resposta
A porcentagem de pureza do ferro analisado é de aproximadamente
.