Uma fração de 25 mL de uma amostra contendo tanto
quanto
fornece um ponto final que é detectado pela ferroína quando 17,86 mL de Ce
de
são usados como titulante. Uma segunda fração de 25 mL da mesma amostra original é passada por um redutor de Jones e titulada com 22, 54 mL da mesma solução de cério. Quais eram as concentrações de
e
na amostra?
Passo 1
Beleza, vamos lá! A gente tem uma amostra que contém dois tipos de ferro:
e
. A gente vai usar uma técnica chamada titulação para descobrir quanto de cada tipo está presente. Vamos precisar entender um pouco sobre titulação redox, onde usamos um reagente que reage com os íons de ferro para determinar suas concentrações. Aqui vamos usar o Ce
como titulante e a ferroína como indicador para detectar o ponto final da reação.
Passo 2
Primeiro, vamos olhar para a primeira titulação. Usamos 17,86 mL de Ce
com concentração de 0,1234 M para 25 mL da amostra original. Essa reação está envolvendo tanto
quanto
. Vamos chamar as concentrações de
de
e de
de
. A reação do Ce
com os íons de ferro segue a equação:
Passo 3
Agora, vamos calcular os mols de Ce
usados na primeira titulação:
Passo 4
Sabemos que cada mol de Ce
reage com um mol de
. Então, os mols de
na primeira amostra são iguais aos mols de Ce
:
Resolvendo para
:
Passo 5
Agora, vamos para a segunda titulação. Aqui, reduzimos a amostra com o redutor de Jones, que converte todo o
em
. Depois disso, titulamos com 22,54 mL de Ce
. Agora, todos os íons de ferro na amostra são
.
Calculando os mols de Ce
usados na segunda titulação:
Passo 6
Na segunda titulação, os mols de Ce
reagem com a soma de
e
convertidos em
. Então:
Substituindo o valor de
que encontramos:
Passo 7
Agora, vamos resolver para
:
Subtraindo 0,002204 de ambos os lados:
Resposta
As concentrações na amostra original são:
-
: -
: