Uma amostra de
foi titulada com
, gastando
para
de amostra.
Explique o princípio químico da titulação.
Explique o princípio químico da titulação.
Passo 1
O enunciado dá os seguintes dados e pede uma explicação do princípio químico da titulação (além de, implicitamente, aplicar esse princípio ao caso concreto):
- Título com
de concentração . - Volume de titulante gasto:
. - Volume da amostra de
: . - Pedido: explique o princípio químico da titulação. (Na prática, veremos também como usar os dados para encontrar a concentração de
.)
Passo 2
Ideia geral da titulação redox (explicação didática, sem fórmulas ainda).
- Uma titulação redox é um método para determinar a quantidade de uma espécie oxidável (aqui
) fazendo-a reagir totalmente com um agente oxidante de concentração conhecida (aqui ). - O titulante (
) oxida a substância na amostra; quando chega ao ponto equivalente, todo o analito foi consumido. No caso do permanganato em meio ácido, ele é colorido (roxo) e o produto reduzido ( ) é praticamente incolor — por isso o próprio titulante funciona como indicador: ao exceder um leve excesso, a solução fica levemente roxa e isso marca o ponto final. - Para aplicar quantitativamente, usamos a estequiometria da reação redox balanceada: a partir do número de mols de titulante consumido determinamos os mols do analito.
Passo 3
Escrevendo e balanceando as semi‑reações (método dos elétrons) — importante para entender a relação estequiométrica.
- Semi‑reação de redução do permanganato em meio ácido:
Expliquei: o permanganato (
) ganha 5 elétrons para virar
; são necessárias também 8 prótons para balancear H e O.
- Semi‑reação de oxidação do peróxido:
Expliquei: cada molécula de
perde 2 elétrons formando oxigênio molecular e prótons.
- Para balancear os elétrons: o permanganato pede 5 elétrons; cada
fornece 2. Mínimo comum é elétrons: multiplica-se a semi‑reação do permanganato por e a do peróxido por . - Somando as semi‑reações (cancelando elétrons e ajustando os prótons) obtemos a reação global balanceada:
Conclusão importante para a titulação: a razão molar entre
e
é
. Ou seja, cada mol de
consome
mols de
.
Passo 4
Converter volumes para mols do titulante (
).
- Primeiro, passo o volume de
para litros: . - Mols de
consumidos:
Obs.: cada mol de
fornece um mol de
, então esses são também os mols de
reagidos.
Passo 5
Usar a relação estequiométrica para obter os mols de
.
- Pela equação global:
- Então:
Passo 6
Calcular a concentração da amostra de
.
- Volume da amostra:
. - Concentração:
Passo 7
Resumo interpretativo e observações práticas (por que o método funciona e cuidados)
- Por que funciona: o permanganato é um forte agente oxidante em meio ácido; a reação é estequiométrica e bem definida, permitindo converter o volume titulado em mols do analito via a relação da equação balanceada.
- Como se detecta o ponto final: o titulante (
) é roxo; enquanto houver ele é consumido e a solução fica incolor. Ao ultrapassar o ponto equivalente aparece uma coloração roxa persistente de excesso de — isso indica o ponto final. - Cuidados: a titulação deve ser feita em meio ácido (normalmente com
diluído) porque a reação descrita requer prótons; se houver ácido demais ou de menos podem mudar as condições (e por isso se padroniza o protocolo). Bolhas de formadas podem atrapalhar leituras grosseiramente; fazer titulação lentamente e com agitação.
Resposta
Princípio químico: titulação redox em meio ácido entre o agente oxidante
(de
) e o redutor
, cuja reação balanceada é
permitindo usar a estequiometria para calcular a concentração do peróxido; ponto final detectado pela cor roxa persistente do permanganato.
Concentração encontrada: