3ª Questão (
pontos): Uma solução de
foi preparada pela solubilização de
do sal em
de solução. Esta solução foi padronizada e depois usada na determinação do teor de
em uma amostra comercial.
A padronização da solução de
foi medida por uma massa do padrão primário
igual a
em erlenmeyer e acidificada com
1:5. A solução foi titulada com a solução de
gastando
.
a) (
pontos) Calcule a concentração, em
, exata da solução de
preparada.
Determinação do teor de
na amostra comercial - De uma amostra de água oxigenada comercial foi retirada uma alíquota de
e transferida para um balão volumétrico de
que teve o volume completado. Dessa solução foram retiradas três alíquotas de
e, em meio ácido, foram tituladas com solução de
(Não é a mesma solução anterior) gastando em média
Dados:
1,
.
b) (
pontos) Calcule a concentração, em
, de
existente na solução-amostra preparada (balão de
).
c) (2 pontos) Calcule o teor (
) de
na amostra.
A padronização da solução de
c) (2 pontos) Calcule o teor (
Passo 1
O enunciado pede três coisas: (a) a concentração exata, em
, da solução de
preparada; (b) a concentração, em
, de
existente na solução-amostra preparada (balão de
); (c) o teor em
m/v de
na amostra comercial.
Dados fornecidos (peguei todos do enunciado):
- Massa do padrão primário
: . - Massa molar de
: . - Reação da padronização:
- Volume de
gasto na padronização: . - Molar mass do
: (informado, e a solução original foi preparada com em , informação disponível no enunciado). - Para a determinação de
: solução de usada tem concentração (é uma solução diferente da padronizada acima). - Procedimento para
: retirou-se da amostra comercial e diluiu-se para . Dessas, alíquotas de foram tituladas; volume médio de gasto: . - Reação usada na titulação do peróxido:
- Massas atômicas dadas:
, (usadas para calcular ).
Passo 2
Conceitos e plano para (a). Para encontrar a concentração da solução de
padronizada usamos estas ideias:
- “Mol” é a unidade de quantidade de matéria; número de mols de uma substância é
. - A equação química fornece a razão estequiométrica entre mols dos reagentes. Aqui, para cada
mol de consome-se mol de . - A concentração de
é dada por .
Vou calcular passo a passo o número de mols do padrão primário e depois os mols decorrespondentes.
Passo 3
Calcular os mols de
usados na padronização.
Aplicando
:
(Expliquei: dividimos a massa dada pela massa molar para obter os mols.)
Passo 4
Usar a estequiometria para achar os mols de
que reagiram.
Da reação:
mol de
correspondem a
mol de
. Então
Passo 5
Calcular a concentração de
a partir dos mols consumidos e do volume gasto (
).
Definição de molaridade:
. Portanto
Arredondando de forma razoável (mantendo precisão):
.
Observação pedagógica rápida: o enunciado também deu massa inicial dissolvida
em
; se você calcular
obtém um valor muito próximo, o que confirma que a padronização fez sentido (mas o valor exato a usar é o obtido pela titulação, que é a padronização).
Passo 6
Agora parte (b): plano e conceitos. Para a titulação do
com a solução de
de concentração
usaremos:
- Calcular os mols de
usados: . - Usar a razão estequiométrica da reação entre
e : mol de reagem com mol de ; assim . - Lembrar que os mols calculados referem-se aos
de alíquota; para achar a concentração na solução do balão de dividimos os mols presentes pelo volume total ou elevamos de acordo com o fator de diluição.
Passo 7
Calcular os mols de
usados na titulação de uma alíquota de
.
Volume de
gasto:
.
Passo 8
Calcular os mols de
equivalentes na alíquota de
.
Pela estequiometria:
Passo 9
Converter isso para concentração na solução do balão de
.
Os
estão em
. A concentração na solução do balão (volume
) pode ser obtida dividindo os mols correspondentes ao volume da alíquota ou escalando:
Método direto:
Arredondando:
na solução do balão de
.
Passo 10
Parte (c): calcular o teor (
m/v) de
na amostra comercial. Primeiro explico o que é
m/v: é a massa de soluto (em gramas) presente em
de solução, expressa em porcentagem. Plano:
- Encontrar a concentração da amostra original (antes da diluição): os mols presentes nos
do balão correspondem ao que havia em da amostra original. Assim a concentração (mol/L) da amostra original é:
- Calcular a massa de
por usando a massa molar de e convertendo.
Passo 11
Determinar a massa molar de
com os dados fornecidos:
Passo 12
Calcular a concentração em mol L^{-1} da amostra original (antes da diluição).
Os mols no balão de
são
. Ou, mais direto, podemos usar o valor já obtido para
na solução do balão: essa concentração corresponde ao que havia depois de diluir
para
. Para achar a concentração da amostra original multiplicamos pelo fator de diluição inverso (ou calculamos mols no balão e dividimos pelo volume original de
).
Mols no balão:
Concentração da amostra original:
Passo 13
Calcular o teor
m/v: massa de
por
da amostra original.
Massa de
em
da amostra original:
Massa em
(que é o que o
m/v mede) é
disso:
Portanto o teor em
m/v é
, ou arredondando razoavelmente:
m/v.
Resposta
a)
\n
b) \n
c)
b)
c)