Análise de ferro por Dicromatometria: Uma solução de dicromato de potássio foi preparada na concentração de 0,02 \mathrm{~mol} . \mathrm{L}^{-1} para realizar a determinação de Ferro em uma amostra. Uma massa de 0,500 \mathrm{~g} de uma amostra contendo Ferro foi tratada para que todo ion fosse reduzido a \mathrm{Fe}^{2+}. A solução resultante da amostra foi titulada com a solução titulante de dicromato de potássio e o volume gasto foi de 25 mL . Determine a porcentagem de ferro presente na amostra. Dados: \mathrm{Fe}(56 \mathrm{~g} / \mathrm{mol}) ; \mathrm{K}_{2} \mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}(294,2 \mathrm{~g} / \mathrm{mol})
A reação está apresentada abaixo:
\mathrm{Cr}_{2} \mathrm{O}_{7}^{2-}+6 \mathrm{Fe}^{2+}+14 \mathrm{H}^{+} \rightarrow 2 \mathrm{Cr}^{3+}+6 \mathrm{Fe}^{3+}+7 \mathrm{H}_{2} \mathrm{O}

Passo 1

O enunciado pede que eu determine a porcentagem de ferro presente na amostra. Dados e informações fornecidas (listei tudo que vou usar):
\begin{aligned} &\text{Concentração da solução de dicromato: } c(\mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_7^{2-})=0,02\\ \mathrm{mol\cdot L^{-1}}.\\\ &\text{Volume gasto na titulação: } V=25\\ \mathrm{mL}.\\\ &\text{Massa da amostra: } m_{\text{amostra}}=0,500\\ \mathrm{g}.\\\ &\text{Massa molar do ferro: } M(\mathrm{Fe})=56\\ \mathrm{g\cdot mol^{-1}}.\\\ &\text{Equação redox fornecida: } \mathrm{Cr}_{2}\mathrm{O}_{7}^{2-}+6\mathrm{Fe}^{2+}+14\mathrm{H}^{+}\rightarrow 2\mathrm{Cr}^{3+}+6\mathrm{Fe}^{3+}+7\mathrm{H}_{2}\mathrm{O}. \end{aligned}çãçãçãçã
Pergunta explícita: qual a porcentagem de ferro (%) presente na amostra de 0,500\\ \mathrm{g}?

Passo 2

Converter o volume de mililitros para litros e calcular os mols de dicromato usados na titulação. Lembrete da definição: concentração molar c é a razão entre número de mols n e volume V em litros,
c=\frac{n}{V}\quad\Rightarrow\quad n=c\cdot V.
Converter 25\\ \mathrm{mL} para litros:
V=25\\ \mathrm{mL}=0,025\\ \mathrm{L}.
Calcular os mols de \mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_7^{2-}:
n(\mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_7^{2-})=c\cdot V=0,02\cdot 0,025=0,00050\\ \mathrm{mol}.

Passo 3

Usar a estequiometria da reação para relacionar mols de dicromato com mols de ferro(II) que foram oxidados. Na reação a proporção é:
1\\ \text{mol de }\mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_7^{2-}\\ \text{reage com}\\\ 6\\ \text{mol de }\mathrm{Fe}^{2+}.
Portanto os mols de ferro(II) (que representam os mols de átomos de Fe oxidados) são:
n(\mathrm{Fe})=6\cdot n(\mathrm{Cr}_2\mathrm{O}_7^{2-})=6\cdot 0,00050=0,00300\\ \mathrm{mol}.

Passo 4

Converter os mols de ferro em massa de ferro. Relação básica:
m(\mathrm{Fe})=n(\mathrm{Fe})\cdot M(\mathrm{Fe}),
onde M(\mathrm{Fe}) é a massa molar do ferro. Substituindo:
m(\mathrm{Fe})=0,00300\cdot 56=0,168\\ \mathrm{g}.
Interpretação: na amostra de 0,500\\ \mathrm{g} 0,168\\ \mathrm{g} de ferro.

Passo 5

Calcular a porcentagem de ferro na amostra. Fórmula:
\%\mathrm{Fe}=\frac{m(\mathrm{Fe})}{m_{\text{amostra}}}\times 100\%.
Substituindo os valores:
\%\mathrm{Fe}=\frac{0,168}{0,500}\times 100\%=33,6\%.
Comentário rápido: mantive as casas significativas compatíveis com dados (concentração dada com dois algarismos significativos), então 33,6\% é adequado.

Resposta

33,6%

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