Uma amostra de 5,00 mL de um conhaque foi diluída para 1,000 L em um balão volumétrico. O etanol (C2 H5 OH, MM=46,07 g mol^-1) contido em uma alíquota de 25,00 mL da solução diluída foi destilado e recolhido em 50,00 mL de K2 Cr2 O7 0,02000 mol^-1, sendo oxidado a ácido acético por aquecimento. A reação é:
3 C2 H5 OH+2 Cr2 O7^2-+16 H^+ <=ftarrows 4 Cr^3++3 CH3 COOH+11 H2 O
Após o resfriamento, 20,00 mL de uma solução de Fe^2+ 0,1253 mol L^-1 foi pipetada no frasco. O excesso de Fe^2+ foi titulado com 7,46 mL de K2 Cr2 O7 padrão até a indicação do ponto final pelo ácido difenilaminossulfônico. Calcule a porcentagem ( m / v ) de etanol no conhaque.

Passo 1

Beleza, vamos lá! Você tem um exercício de química envolvendo diluição, reações de oxidação-redox e titulação para determinar a porcentagem de etanol em um conhaque. Vamos precisar usar conceitos de estequiometria, diluição de soluções e reações redox. Vamos destrinchar isso passo a passo para chegar à resposta final.

Passo 2

Primeiro, vamos entender as diluições que ocorreram:
  1. Diluição inicial: Você pegou 5,00 mL de conhaque e diluiu para 1,000 L (1000 mL).
    A fórmula da diluição é:
    C1 V1 = C2 V2
    Onde:
    • = concentração inicial (desconhecida, que queremos encontrar depois)
    • mL
    • mL
  2. Aliquota para destilação: Da solução diluída, 25,00 mL foram usados para destilar o etanol.
    Então, a concentração do etanol na solução diluída será ajustada de acordo com as diluições.

Passo 3

Agora, vamos analisar a reação química fornecida:
3 C2 H5 OH + 2 Cr2 O7^2- + 16 H^+ <=ftarrows 4 Cr^3+ + 3 CH3 COOH + 11 H2 O
Essa é uma reação de oxidação onde o etanol ( ) é oxidado a ácido acético ( ) pelo dicromato de potássio ( ).
A estequiometria da reação nos diz que 3 mols de etanol reagem com 2 mols de dicromato de potássio.

Passo 4

Vamos calcular quantos mols de dicromato de potássio ( Mols Cr2 O7^2- = Concentração times Volume = 0,02000 , mol/L times 0,05000 , L = 0,001000 , mol ) foram usados inicialmente na reação com o etanol.
A concentração da solução de é 0,02000 mol/L e o volume usado foi 50,00 mL = 0,05000 L.
Então:
çã

Passo 5

Com base na estequiometria da reação, 2 mols de Mols C2 H5 OH = ( 32 ) times 0,001000 , mol = 0,001500 , mol reagem com 3 mols de .
Então, podemos calcular os mols de etanol que reagiram:

Passo 6

Agora, vamos considerar que esses 0,001500 mol de etanol estavam nos 25,00 mL da solução diluída que foi destilada. Isso significa que a concentração de etanol na solução diluída é:
Cdiluído = 0,001500 , mol0,02500 , L = 0,06000 , mol/L í

Passo 7

Lembre-se que a solução diluída foi preparada a partir de 5,00 mL de conhaque diluído para 1000 mL. Vamos usar a fórmula da diluição para encontrar a concentração de etanol na solução original (conhaque).
C1 V1 = C2 V2 C1 times 5,00 , mL = 0,06000 , mol/L times 1000 , mL C1 = 0,06000 times 10005,00 = 12,000 , mol/L

Passo 8

Agora, vamos calcular a massa de etanol presente no conhaque original. Sabemos que a concentração é 12,000 mol/L e o volume é 5,00 mL = 0,00500 L.
Mols de etanol no conhaque:
Mols C2 H5 OH = 12,000 , mol/L times 0,00500 , L = 0,06000 , mol
Massa de etanol:
Massa = Mols times Massa Molar = 0,06000 , mol times 46,07 , g/mol = 2,7642 , g

Passo 9

Agora, queremos a porcentagem massa/volume ( % , m/v = ( Massa do soluto (g)Volume da solução (mL) ) times 100% ) de etanol no conhaque. A fórmula é:
% , m/v = ( 2,7642 , g5,00 , mL ) times 100% = 55,28% , m/v çã
Então:

Resposta

A porcentagem massa/volume de etanol no conhaque é de aproximadamente 55,28 % m/v.

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