A concentração de
em
de uma solução de galvanização foi estabelecida pela titulação com íons hidrogênio eletrogerados até o ponto final (determinado com vermelho de metila). A mudança de cor ocorreu após 5 min com uma corrente de 10 mA . Calcule a quantidade de
, em miligramas por litro de solução.
Passo 1
O que o problema pede: calcular a concentração de
em miligramas por litro (
) da solução de galvanização, a partir da titulação com íons
gerados eletricamente.
Dados fornecidos:
O ponto final foi indicado pelo vermelho de metila (isto implica que cada
foi protonado por exatamente um íon
, isto é, este processo consome 1 mol de
por mol de
).
Passo 2
Converter unidades para o sistema SI para facilitar cálculos:
Corrente:
Tempo:
Volume da amostra em litros:
Passo 3
Calcular a carga elétrica total
que passou pelos eletrodos usando a relação
onde
está em coulombs (
),
em ampères (
) e
em segundos (
). Substituindo:
Passo 4
Usar a lei de Faraday para converter carga elétrica em número de mols de íons
gerados. A relação geral é
onde
é o número de mols do(a) espécie produzido(a),
é o número de elétrons trocados por mol dessa espécie (neste caso cada elétron gera um próton livre na oxidação da água conforme a reação global simplificada
; portanto
produzem
, ou seja,
próton por elétron) e
é a constante de Faraday:
Como cada
consome 1 mol de
no ponto final, o número de mols de
titulado é igual ao número de mols de
gerados. Assim:
Passo 5
Converter os mols de
na massa correspondente de
usando a massa molar
:
Calculando:
essa é a massa de
presente nos
analisados.
Passo 6
Calcular a concentração em
. A massa encontrada está em miligramas para o volume
, então
Passo 7
Observação sobre algarismos significativos: os dados originais (por ex.
) têm três algarismos significativos, então apresentar a concentração com três dígitos significativos é apropriado. Portanto mantemos
.
Resposta
152{,}3 mg·L^{-1}