Dosagem de ferro em resíduo sólido. Dissolve-se
do resíduo em ácido nítrico ajusta o pH a 2,5 adiciona o indicador e titula-se com EDTA
volume gasto
. Calcule a
de
no resíduo e deduza a expressão para o cálculo da porcentagem em função da massa da amostra(g), fator de correção e volume(mL) do padrão.
Passo 1
O enunciado fornece os seguintes dados e pede duas coisas (peguei todos os números do enunciado):
- massa da amostra:
. - titulante: EDTA de concentração nominal
. - fator de correção do titulante:
. - volume gasto na titulação:
. - o analito é óxido férrico
(quer-se a porcentagem de no resíduo).
As perguntas que o enunciado faz:
- Calcular a porcentagem em massa (
) de presente na amostra. - Deduzir a expressão geral para a porcentagem em função da massa da amostra (g), do fator de correção
e do volume (mL) do padrão.
Passo 2
Entender a reação e a relação estequiométrica (a “fórmula” por trás do que vamos calcular).
- O EDTA complexa íons metálicos numa proporção de 1 mol de EDTA para 1 mol de íon metálico (para
a relação é 1:1). Então: Aqui denota número de mols. - Em
há dois átomos de ferro por molécula, logo: Portanto: - Para passar de mols de
para massa usamos a massa molar : - Finalmente, a porcentagem em massa é:
Vou aplicar essas relações passo a passo usando os dados fornecidos. Antes, explico o papel do fator
: ele corrige a concentração nominal do EDTA para a concentração real, portanto
Aqui
está em
e o volume
deve ser em litros quando multiplicado por
.
Passo 3
Calcular a concentração real do titulante usando o fator
:
Explicação: a multiplicação corrige pequenos desvios da concentração indicada.
Passo 4
Calcular os mols de EDTA consumidos na titulação.
- Converter o volume para litros:
- Mols de EDTA:
Explicação:
é a relação básica entre concentração, volume e número de mols.
Passo 5
Relacionar mols de EDTA com mols de
via estequiometria:
- Como
e , temos
Explicação: cada mol de
contém 2 mols de Fe, e cada mol de Fe consome 1 mol de EDTA.
Passo 6
Calcular a massa molar de
(vou usar massas atômicas padrão aproximadas
e
):
Arredondando de forma prática:
.
Explicação: soma-se as massas atômicas na fórmula química.
Explicação: soma-se as massas atômicas na fórmula química.
Passo 7
Calcular a massa de
presente na amostra:
Explicação: multiplicar mols pela massa molar dá a massa em gramas.
Passo 8
Calcular a porcentagem em massa (
) de
na amostra:
Interpretação: cerca de
em massa de
no resíduo.
Passo 9
Deduzir a expressão geral pedida (em função da massa da amostra
em gramas, do fator
e do volume
em mL). Usando as relações anteriores:
-
. -
. -
. -
. -
.
Substituindo tudo e simplificando, obtemos:
Aqui:
-
é a massa molar de em (aprox. ), -
é a concentração nominal do padrão em , -
é o fator de correção (adimensional), -
é o volume gasto em mililitros ( ), -
é a massa da amostra em gramas ( ).