Após compreensão do processo, suponha que foi realizado o procedimento descrito em uma amostra que continha apenas ureia-
como fonte de nitrogênio (neste caso apenas o nitrogênio orgânico estava presente). Considerando os dados a seguir, determine a concentração de Ureia (Massa molar=
), em
, presente em amostra foi submetida ao procedimento:
Dados: Volume de amostra submetida ao processo: 500 mL
Passo 1
O que o problema pede: determinar a concentração de ureia, em
, presente na amostra que foi submetida ao procedimento.
Informações fornecidas no enunciado:
Informações fornecidas no enunciado:
- A amostra continha apenas ureia
como fonte de nitrogênio (ou seja, todo o nitrogênio orgânico vem da ureia). - Massa molar da ureia:
. - Volume da amostra submetida ao processo:
(ou seja, ).
O enunciado não deu nenhum valor medido de nitrogênio (por exemplo, mg de N na alíquota ou mg/L de N). Sem essa informação numérica medida, não é possível calcular numericamente a concentração de ureia. Nos próximos passos eu explico exatamente o que falta e mostro passo a passo como fazer a conversão assim que o dado de nitrogênio estiver disponível.
Passo 2
Princípio químico e estratégia de conversão (a aula mastigada): para transformar uma quantidade de nitrogênio medida numa amostra em quantidade de ureia precisamos usar a composição em massa da ureia.
- Cada molécula de ureia tem dois átomos de nitrogênio.
- Massa molar de um átomo de nitrogênio: aproximadamente
. Logo, massa molar dos dois N na ureia é . - Fração mássica do nitrogênio na ureia (a parte da massa da ureia que é nitrogênio) é
Isso significa que
da massa da ureia é nitrogênio.
Passo 3
Como converter: relações e fórmulas (passo a passo matemático explícito). Definimos variáveis úteis:
-
= massa total de nitrogênio medida na alíquota de , em . -
= concentração de nitrogênio medida, em . Observação: se a medida for feita na alíquota de , então . -
= massa de ureia correspondente ao , em . -
= concentração de ureia que queremos, em .
Relação direta entre massa de N e massa de ureia:
Se quisermos a concentração em
, dividimos a massa de ureia pelo volume em litros. Como a amostra analisada tem
,
Se, em vez de
, você já tiver
(em
), a fórmula direta é
Explicação em palavras: dividir a concentração de N pela fração mássica de N na ureia dá a concentração de ureia.
Passo 4
Exemplo numérico (mostrando passo a passo como fazer na prova): suponha que a análise deu
de nitrogênio na alíquota de
(isso é só um exemplo didático, não é dado do enunciado).
- Converter para concentração de N:
- Converter para concentração de ureia usando a fórmula
:
- Alternativamente usando diretamente
:
e então
O resultado arredondado pode ser apresentado com o número de algarismos significativos desejado.
Passo 5
O que falta e como proceder na prática de prova/laboratório: o enunciado precisa fornecer o teor de nitrogênio obtido experimentalmente (p. ex. resultado do método Kjeldahl, Dumas, ou outro), expresso como
em mg na alíquota analisada de
ou como
em
. Assim que tiver esse valor, aplique a fórmula do Passo 3 para obter imediatamente
. Vou repetir a fórmula-chave bem direta para usar na prova:
Fórmulas finais úteis:
Resposta
Não é possível determinar numericamente a concentração de ureia com os dados fornecidos; é necessário o teor de nitrogênio medido (por exemplo,
em mg na amostra de
ou
em
). Fórmula para calcular assim que o dado estiver disponível:
.