A concentração de mercaptana de etila ( \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{SH} ) em uma mistura foi determinada pela agitação de uma amostra de 3,534 \mathrm{~g} com 50,0 \mathrm{~mL} de \mathrm{I}_{2} 0,0350 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1} \mathrm{em} \mathrm{um} frasco hermeticamente fechado:
2 \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{SH}+\mathrm{I}_{2} \rightarrow \mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{SSC}_{2} \mathrm{H}_{5}+2 \mathrm{I}^{-}+2 \mathrm{H}^{+}
O excesso de
\mathrm{I}_{2} foi retrotitulado com
15,72 \mathrm{~mL} de
\mathrm{Na}_{2} \mathrm{~S}_{2} \mathrm{O}_{3} 0,02825 \mathrm{~mol} \mathrm{~L}^{-1}. Calcule a porcentagem de
\mathrm{C}_{2} \mathrm{H}_{5} \mathrm{SH}\left(62,13 \mathrm{~g} \mathrm{~mol}^{-1}\right) na amostra.
2 \mathrm{Na}_{2} \mathrm{~S}_{2} \mathrm{O}_{3}+\mathrm{I}_{2} \rightarrow \mathrm{Na}_{2} \mathrm{~S}_{4} \mathrm{O}_{6}+2 \mathrm{NaI}

Passo 1

O enunciado trata de uma análise volumétrica por retrotitulação para determinar a porcentagem de mercaptana de etila na amostra. Usamos:
– Reação direta com iodo:
2\,\mathrm{C_{2}H_{5}SH} + \mathrm{I}_{2} \to \mathrm{C_{2}H_{5}SSC_{2}H_{5}} + 2\,\mathrm{I}^{-} + 2\,\mathrm{H}^{+}
– Retrotitulação do excesso de \mathrm{I}_{2} com tiossulfato:
2\,\mathrm{S_{2}O_{3}^{2-}} + \mathrm{I}_{2} \to \mathrm{S_{4}O_{6}^{2-}} + 2\,\mathrm{I}^{-}.
Precisaremos calcular:
  1. n de \mathrm{I}_{2} inicial;
  2. n de \mathrm{S_{2}O_{3}^{2-}} gasto;
  3. \mathrm{I}_{2} remanescente e consumido;
  4. n de \mathrm{C_{2}H_{5}SH} e, por fim, sua massa e porcentagem.

Passo 2

Calcular os mols iniciais de \mathrm{I}_{2}. Tínhamos C=0{,}0350\\ \mathrm{mol\,L^{-1}} e V=50{,}0\\ \mathrm{mL}=0{,}0500\\ \mathrm{L}:
n(\mathrm{I}_{2,\;inicial}) = C \times V = 0{,}0350 \times 0{,}0500 = 0{,}00175\\ \mathrm{mol}.

Passo 3

Calcular os mols de \mathrm{S_{2}O_{3}^{2-}} usados na retrotitulação. Dado C=0{,}02825\\ \mathrm{mol\,L^{-1}} e V=15{,}72\\ \mathrm{mL}=0{,}01572\\ \mathrm{L}:
n(\mathrm{S_{2}O_{3}^{2-}}) = 0{,}02825 \times 0{,}01572 = 0{,}0004447\\ \mathrm{mol}.
Pela estequiometria da reação de retrotitulação, 2\,\mathrm{S_{2}O_{3}^{2-}} consomem 1 \mathrm{I}_{2}, logo o iodo remanescente é
n(\mathrm{I}_{2,\;rem}) = \frac{n(\mathrm{S_{2}O_{3}^{2-}})}{2} = \frac{0{,}0004447}{2} = 0{,}00022235\\ \mathrm{mol}.

Passo 4

Determinar o n de \mathrm{I}_{2} que reagiu com a mercaptana pela diferença entre o inicial e o remanescente:
n(\mathrm{I}_{2,\;consumido}) = 0{,}00175 - 0{,}00022235 = 0{,}00152765\\ \mathrm{mol}.

Passo 5

Pela reação direta, 1 mol de \mathrm{I}_{2} consome 2 mol de \mathrm{C_{2}H_{5}SH}. Então
n(\mathrm{C_{2}H_{5}SH}) = 2 \times n(\mathrm{I}_{2,\;consumido}) = 2 \times 0{,}00152765 = 0{,}0030553\\ \mathrm{mol}.
Convertendo em massa ( M=62{,}13\\ \mathrm{g\,mol^{-1}}):
m(\mathrm{C_{2}H_{5}SH}) = 0{,}0030553 \times 62{,}13 \approx 0{,}1898\\ \mathrm{g}.
Como a amostra pesou 3{,}534\\ \mathrm{g}, a porcentagem é
\%\\ \mathrm{C_{2}H_{5}SH} = \frac{0{,}1898}{3{,}534}\times 100\% \approx 5{,}37\%.

Resposta

A amostra contém 5,37 % de mercaptana de etila.

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