Que massa de sulfato férrico \left(\mathrm{Fe}_{2}\left(\mathrm{SO}_{4}\right)_{3}\right) deve ser pesada para se preparar 200 mL de uma solução 0,010 \mathrm{M} ? Qual a concentração molar do íon \mathrm{Fe}^{3+} nesta solução?

Passo 1

O problema pede duas coisas: (i) a massa de sulfato férrico \mathrm{Fe}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3} necessária para preparar 200\\ \mathrm{mL} de uma solução de concentração 0,010\\ \mathrm{M} e (ii) a concentração molar do íon \mathrm{Fe}^{3+} nessa solução. O conteúdo envolvido é o conceito de molaridade e estequiometria de dissolução.

Passo 2

Para saber quantos moles de \mathrm{Fe}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3} precisamos, usamos a definição de molaridade:
n = C \times V
onde C = 0,010\\ \mathrm{mol/L} e V=200\\ \mathrm{mL}=0,200\\ \mathrm{L}. Logo,
n = 0,010 \times 0,200 = 0,002\\ \text{mol}.

Passo 3

Calculamos a massa molar de \mathrm{Fe}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3}. Usando massas atômicas aproximadas \mathrm{Fe}=55{,}845, \mathrm{S}=32{,}06, \mathrm{O}=16{,}00:
M = 2\times55{,}845 + 3\times32{,}06 + 12\times16{,}00 = 399{,}87\\ \mathrm{g/mol}.

Passo 4

A massa a ser pesada é
m = n \times M = 0,002\\ \mathrm{mol} \times 399{,}87\\ \mathrm{g/mol} = 0,7997\\ \mathrm{g}\approx0,800\\ \mathrm{g}.

Passo 5

Ao dissolver \mathrm{Fe}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3}, cada mol fornece 2 mol de \mathrm{Fe}^{3+}. Portanto a concentração de \mathrm{Fe}^{3+} fica
[\mathrm{Fe}^{3+}] = 2 \times 0,010\\ \mathrm{M} = 0,020\\ \mathrm{M}.

Resposta

A massa de \mathrm{Fe}_{2}(\mathrm{SO}_{4})_{3} é 0,800\\ \mathrm{g}.
A concentração de \mathrm{Fe}^{3+} na solução é 0,020\\ \mathrm{M}.

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