O coeficiente de distribuição de um analito entre tetracloreto de carbono (
) e água é 85. Calcular a porcentagem de analito que permanece em 50 mL de uma solução aquosa
após:
a) uma extração com
de
a) uma extração com
Passo 1
O enunciado pede: calcular a porcentagem do analito que permanece na fase aquosa após uma extração única. Informações dadas:
- Coeficiente de distribuição entre tetracloreto de carbono e água:
. - Volume da solução aquosa inicial:
. - Concentração inicial da solução aquosa:
. - Volume do solvente orgânico usado na extração:
.
A pergunta é: após uma extração única comde , qual a porcentagem do analito que permanece na fase aquosa?
Passo 2
O que é o coeficiente de distribuição e como usá-lo aqui (explicação didática):
- O coeficiente de distribuição
é a razão entre as concentrações do analito nas duas fases quando elas estão em equilíbrio:
- Se chamarmos de
a concentração final na água e de a concentração no , então em equilíbrio vale
- O número de mols do analito na água após extração é
e no orgânico é . - A conservação da quantidade total de analito dá:
- Assim a fração (porção) que permanece na fase aquosa é
Essa fórmula é muito prática: repare que não precisamos calcular concentrações explícitas — só volumes e
.
Passo 3
Calcular a quantidade inicial de analito (apenas para entender os números; a fórmula do passo anterior já cancela isso, mas é bom ver):
- Converter volume para litros:
. - Mols iniciais:
(Esse
confirma a ordem de grandeza, mas como dito, não é necessário para usar a fórmula de fração.)
Passo 4
Aplicar a fórmula da fração que permanece na água:
- Usando
com
,
e
, obtemos
- Fatorando
no denominador:
Passo 5
Converter a fração para porcentagem e arredondar com raciocínio de algarismos significativos:
- Fração
em porcentagem:
- Com três algarismos significativos coerentes com os dados (por exemplo
tem três algarismos), podemos dar .
Resposta
1{,}16%