1. O arsênio de uma amostra é determinado por iodometria. Pesa-se 10,5700 \mathrm{~g} da amostra que é então dissolvida em \mathrm{HNO}_{3} para oxidação do As a \mathrm{H}_{3} \mathrm{AsO}_{4}. Aquece-se a solução para eliminação do \mathrm{HNO}_{3} e adiciona-se \mathrm{H}_{2} \mathrm{SO}_{4} e iodeto de potássio (KI) para gerar \mathrm{I}_{2}. O iodo resultante é titulado com solução de tiosulfato de sódio \left(\mathrm{Na}_{2} \mathrm{~S}_{2} \mathrm{O}_{3}\right) 0,0126 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}, observando-se um consumo de 14,13 \mathrm{~mL}. Determine o teor de As na amostra em mg/kg.
\text { Equações: } \begin{aligned} \mathrm{H}_{3} \mathrm{AsO}_{4}+\mathrm{I}^{-}+\mathrm{H}^{+} & \rightarrow \mathrm{HAsO}_{2}+\mathrm{I}_{2}+\mathrm{H}_{2} \mathrm{O} \text { (Verifique o balanceamento) } \\ \mathrm{I}_{2}+\mathrm{S}_{2} \mathrm{O}_{3}{ }^{2-} & \rightarrow \mathrm{S}_{4} \mathrm{O}_{6}{ }^{2-}+\mathrm{I}^{-} \text {(Verifique o balanceamento) } \end{aligned}çõ

Passo 1

O enunciado dá uma amostra de massa 10{,}5700\:\mathrm{g} em que o arsênio é oxidado a \mathrm{H_3AsO_4}. Em meio ácido, essa espécie reage com iodeto gerando iodo segundo
\mathrm{H_3AsO_4}+2\,\mathrm{I^-}+2\,\mathrm{H^+}\longrightarrow \mathrm{HAsO_2}+ \mathrm{I_2}+2\,\mathrm{H_2O}
e o \mathrm{I_2} formado é titulada com tiossulfato de sódio de concentração 0,0126\:\mathrm{mol/L} pelo procedimento
\mathrm{I_2}+2\,\mathrm{S_2O_3^{2-}}\longrightarrow \mathrm{S_4O_6^{2-}}+2\,\mathrm{I^-}.
Precisamos usar essas estequiometrias para passar do volume de titulante ao número de mols de As e, então, calcular o teor em \mathrm{mg/kg}.

Passo 2

Calcular os mols de tiossulfato consumidos. Convertendo 14{,}13\:\mathrm{mL} para litros:
V=14{,}13\:\mathrm{mL}=0{,}01413\:\mathrm{L},
n(\mathrm{S_2O_3^{2-}})=C\cdot V=0{,}0126\:\frac{\mathrm{mol}}{\mathrm{L}}\times0{,}01413\:\mathrm{L}=1{,}78\times10^{-4}\:\mathrm{mol}.

Passo 3

Usando a reação \mathrm{I_2}+2\,\mathrm{S_2O_3^{2-}}\to\cdots, cada mol de \mathrm{I_2} consome 2 mol de tiossulfato, logo
n(\mathrm{I_2})=\frac{n(\mathrm{S_2O_3^{2-}})}{2} =\frac{1{,}78\times10^{-4}}{2}=8{,}90\times10^{-5}\:\mathrm{mol}.
Pela primeira reação, 1 mol de As produz 1 mol de \mathrm{I_2}, então
n(\text{As})=n(\mathrm{I_2})=8{,}90\times10^{-5}\:\mathrm{mol}.

Passo 4

Converter mols de As em massa: massa molar do As M_{\mathrm{As}}=74{,}92\:\mathrm{g/mol},
m(\mathrm{As})=n(\mathrm{As})\times M_{\mathrm{As}} =8{,}90\times10^{-5}\times74{,}92\:\mathrm{g} =6{,}67\times10^{-3}\:\mathrm{g} =6{,}67\:\mathrm{mg}.

Passo 5

Calcular o teor em \mathrm{mg/kg}. A massa da amostra é 10{,}5700\:\mathrm{g}=0{,}01057\:\mathrm{kg}, então
\text{teor}=\frac{6{,}67\:\mathrm{mg}}{0{,}01057\:\mathrm{kg}} \approx631\:\mathrm{mg/kg}.

Resposta

O teor de arsênio na amostra é aproximadamente 631\:\mathrm{mg/kg}.

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