A determinação
uma amostra de medicamento para anemia foi feita por meio da volumetria de oxirredução, em meio contendo HCl . Uma alíquota de
da amostra foi titulada com
da solução
de
.
Pede-se:
a) Escreva a equação química da reação de titulação.
b) Qual é a constante de equilíbrio da reação de titulação?
c) Se na bula do medicamento consta que o valor mínimo de sulfato ferroso (
) é 55 mg para cada 10 mL do medicamento, e se o resultado da análise fosse utilizado pelo setor de controle de qualidade do fabricante, o medicamento seria liberado para comercialização?
a) Escreva a equação química da reação de titulação.
b) Qual é a constante de equilíbrio da reação de titulação?
c) Se na bula do medicamento consta que o valor mínimo de sulfato ferroso (
Passo 1
O enunciado pede três coisas e dá os seguintes dados. Pedidos:
a) Escrever a equação química da reação de titulação.
b) Calcular a constante de equilíbrio da reação de titulação.
c) Verificar, com base no resultado da análise, se o medicamento atende ao requisito da bula (mínimo de de
para cada
) e dizer se o lote seria liberado.
a) Escrever a equação química da reação de titulação.
b) Calcular a constante de equilíbrio
c) Verificar, com base no resultado da análise, se o medicamento atende ao requisito da bula (mínimo de
Dados fornecidos relevantes:
- Volume da alíquota da amostra:
. - Volume de titulante consumido:
de solução de . - Concentração da solução de
: . - Meios e semi-reações fornecidas (em meio ácido):
(potencial padrão dado)
(potencial padrão dado) - Potenciais-padrão fornecidos:
e - Fórmula usada para relacionar
e : - Massa molar dada de
: .
Passo 2
Montagem e balanceamento da reação global (explicando o raciocínio):
- A semi-reação de redução do permanganato (dada) consome
elétrons: - A semi-reação envolvendo ferro é
. Na titulação, o permanganato é o agente oxidante que é reduzido, e o ferro presente na amostra (como ) é oxidado a . Para igualar elétrons, multiplicamos a semi-reação do ferro por (porque a do permanganato envolve elétrons). - Somando as semi-reações (cancelam-se os elétrons) obtemos a equação global balanceada em meio ácido:
Passo 3
Cálculo da constante de equilíbrio
usando a relação com potenciais padrão (explicando cada passo):
- Fórmula (já fornecida):
Aqui:é o número de elétrons trocados na reação global (aqui ).
é o potencial padrão da semi-reação que é reduzida (permanganato), logo
é o potencial padrão da semi-reação que é oxidada (a forma como aparece como redução para o ferro), logo - Calculamos a diferença de potenciais:
- Calculamos
:
- Para obter
, fazemos a antilogarítmica:
Portanto a constante de equilíbrio é extremamente grande, o que confirma que a reação prossegue praticamente até consumo quase total do reagente limitante.
Passo 4
Cálculo dos mols de
e, por estequiometria, dos mols de
oxidados (passo-a-passo e explicando as fórmulas):
- A relação para número de mols é
, onde é a concentração (mol·L ) e o volume em litros. - Mols de
fornecidos pelo titulante:
(Expliquei as unidades:
.)
- Pela equação global,
mol de reage com mol de . Então:
Passo 5
Converter os mols de
para massa de
(explicando a conexão):
- Cada mol de
contém mol de . Logo os mols de presentes na alíquota são iguais aos mols de calculados. - Massa de
na alíquota de :
- Em mg:
. Arredondando de forma coerente (dados têm 4 ou 3 algarismos significativos), podemos citar em
Passo 6
Comparação com a especificação da bula e decisão sobre liberação (passo-a-passo didático):
- A bula exige no mínimo
de por . Para comparar com a alíquota de , convertamos a exigência para :
- Resultado analítico encontrado:
em . Isso corresponde por a:
- Comparando:
. Portanto o conteúdo medido está acima do mínimo indicado na bula. Conclusão prática: o lote, com base nessa análise e neste critério mínimo, seria liberado.
Resposta
a)
b) (com
)
c) Sim. Foi encontrado aproximadamente de
em
(equivalente a
por
), que é maior que o mínimo exigido de
.
b)
c) Sim. Foi encontrado aproximadamente