1. O método de Volhard para titulaçăo de haletos é um método indireto (titulaçăo de retorno) no qual o haletos é inicialmente precipitado como AgX :
\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{X}^{-} \rightleftarrows \mathrm{AgX}
O excesso de prata é titulado com tiocianato de potássio:
\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{SCN}^{-} \rightleftarrows \mathrm{AgSCN}
O íon Fe (III) deve estar presente para indicar o ponto final:
\mathrm{SCN}^{-}+\mathrm{Fe}^{3+} \rightleftarrows[\mathrm{Fe}(\mathrm{SCN})]^{2+}
(vermelho sangue: indica o ponto final da reação)
Uma amostra, pesando 0,7439 \mathrm{~g}, é dissolvida em água e 50,00 \mathrm{~mL} de \mathrm{AgNO}_{3} 0,1007 \mathrm{mol} / \mathrm{L} são adicionados. O excesso de \mathrm{AgNO}_{3} não reagido é titulado com 7,86 \mathrm{~mL} de \mathrm{KSCN} 0,0996 \mathrm{~mol} / \mathrm{L}. Calcule a percentagem de cloreto na amostra.
Dado: \mathrm{Kps}_{\mathrm{A} s \mathrm{Cl}}=1.82 \times 10^{-10} \mathrm{e} \mathrm{Kps}_{\mathrm{A} s \mathrm{SCN}}=1.1 \times 10^{-12}

Passo 1

O que o problema pede e o que foi dado.
  • Pergunta: calcular a percentagem de cloreto na amostra (em massa).
  • Dados fornecidos:
    • massa da amostra: m_{\text{amostra}}=0{,}7439\\ \mathrm{g}.
    • volume de \mathrm{AgNO}_3 adicionado: V_{\mathrm{AgNO_3}}=50{,}00\\ \mathrm{mL}.
    • concentração de \mathrm{AgNO_3}: c_{\mathrm{AgNO_3}}=0{,}1007\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}.
    • volume de \mathrm{KSCN} gasto no retítulo: V_{\mathrm{KSCN}}=7{,}86\\ \mathrm{mL}.
    • concentração de \mathrm{KSCN}: c_{\mathrm{KSCN}}=0{,}0996\\ \mathrm{mol\,L^{-1}}.
    • reações envolvidas (importante para este tipo de titulação por excesso): \mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{X}^{-}\rightleftarrows \mathrm{AgX}
\mathrm{Ag}^{+}+\mathrm{SCN}^{-}\rightleftarrows \mathrm{AgSCN}
\mathrm{SCN}^{-}+\mathrm{Fe}^{3+}\rightleftarrows [\mathrm{Fe}(\mathrm{SCN})]^{2+}
  • produtos de solubilidade: \mathrm{K_{sp}}(\mathrm{AgCl})=1{,}82\times10^{-10} e \mathrm{K_{sp}}(\mathrm{AgSCN})=1{,}1\times10^{-12}.

Passo 2

Estratégia—como vamos calcular (ideia passo a passo, sem resolver ainda).
  • Converter volumes em litros e calcular os mols de \mathrm{Ag}^{+} inicialmente adicionados: \;n_{\mathrm{Ag,add}}=c_{\mathrm{AgNO_3}}V_{\mathrm{AgNO_3}}.
  • Calcular os mols de \mathrm{SCN}^{-} gastos no retítulo: \;n_{\mathrm{SCN}}=c_{\mathrm{KSCN}}V_{\mathrm{KSCN}}. Cada mol de \mathrm{SCN}^{-} consumido corresponde a 1 mol de \mathrm{Ag}^{+} que ficou em excesso; reação estequiométrica 1:1.
  • Os mols de \mathrm{Ag}^{+} que precipitaram com o cloreto são a diferença n_{\mathrm{Ag,react}}=n_{\mathrm{Ag,add}}-n_{\mathrm{Ag,excess}} = n_{\mathrm{Ag,add}}-n_{\mathrm{SCN}}.Como cada \mathrm{Ag}^{+} precipitado corresponde a um \mathrm{Cl}^{-} (relação 1:1), os mols de \mathrm{Cl}^{-} na amostra são iguais a n_{\mathrm{Ag,react}}.
  • Converter mols de \mathrm{Cl}^{-} em massa usando a massa molar M(\mathrm{Cl}) e então calcular a percentagem em massa: \%\\ \mathrm{Cl}=\frac{m_{\mathrm{Cl}}}{m_{\text{amostra}}}\times100\%.
  • Observação sobre os \mathrm{K_{sp}}: como \mathrm{K_{sp}}(\mathrm{AgSCN}) é menor que \mathrm{K_{sp}}(\mathrm{AgCl}), a tiocianato precipita quantitativamente a prata restante; isso justifica que a titulação com \mathrm{SCN}^{-} mede diretamente o excesso de \mathrm{Ag}^{+}.

Passo 3

Calcular os mols de \mathrm{Ag}^{+} adicionados.
  • Converter volume para litros: V_{\mathrm{AgNO_3}}=50{,}00\\ \mathrm{mL}=0{,}05000\\ \mathrm{L}.
  • Aplicar a definição de mols ( n=cV): n_{\mathrm{Ag,add}}=c_{\mathrm{AgNO_3}}\,V_{\mathrm{AgNO_3}}=0{,}1007\cdot0{,}05000.
n_{\mathrm{Ag,add}}=0{,}0050350\\ \mathrm{mol}.

Passo 4

Calcular os mols de \mathrm{SCN}^{-} gastos no retítulo (que equivalem aos mols de \mathrm{Ag}^{+} em excesso).
  • Converter volume: V_{\mathrm{KSCN}}=7{,}86\\ \mathrm{mL}=0{,}00786\\ \mathrm{L}.
  • Calcular: n_{\mathrm{SCN}}=c_{\mathrm{KSCN}}\,V_{\mathrm{KSCN}}=0{,}0996\cdot0{,}00786.
n_{\mathrm{SCN}}=0{,}000782856\\ \mathrm{mol}.

Passo 5

Determinar os mols de \mathrm{Ag}^{+} que reagiram com o cloreto (isto é, os mols de \mathrm{Cl}^{-} na amostra).
  • Subtração estequiométrica: n_{\mathrm{Ag,react}}=n_{\mathrm{Ag,add}}-n_{\mathrm{SCN}}=0{,}0050350-0{,}000782856.
n_{\mathrm{Ag,react}}=0{,}004252144\\ \mathrm{mol}.
  • Como a reação entre \mathrm{Ag}^{+} e \mathrm{Cl}^{-} é 1:1, vale: n_{\mathrm{Cl}^{-}}=n_{\mathrm{Ag,react}}=0{,}004252144\\ \mathrm{mol}.

Passo 6

Calcular a massa de cloreto e a percentagem em massa.
  • Usar massa molar do cloro: M(\mathrm{Cl})=35{,}45\\ \mathrm{g\,mol^{-1}}.
  • Massa de cloreto: m_{\mathrm{Cl}}=n_{\mathrm{Cl}^{-}}\cdot M(\mathrm{Cl})=0{,}004252144\cdot35{,}45.
m_{\mathrm{Cl}}=0{,}150737\\ \mathrm{g}\quad(\text{aprox. }0{,}15074\\ \mathrm{g}).
  • Percentagem em massa: \%\\ \mathrm{Cl}=\frac{m_{\mathrm{Cl}}}{m_{\text{amostra}}}\times100\%=\frac{0{,}150737}{0{,}7439}\times100\%.
\%\\ \mathrm{Cl}=20{,}26\%\\ (\text{aprox.}).

Passo 7

Comentários finais e verificação rápida (motivação por que este procedimento funciona).
  • A titulação indireta (método de Volhard) mede o excesso de \mathrm{Ag}^{+} que não reagiu com o haleto. Subtraindo esse excesso do montante inicial de \mathrm{Ag}^{+} obtém-se o quanto reagiu com o haleto.
  • A comparação dos \mathrm{K_{sp}} mostra que \mathrm{AgSCN} é menos solúvel que \mathrm{AgCl} ( 1{,}1\times10^{-12}<1{,}82\times10^{-10}), portanto o \mathrm{SCN}^{-} precipita a prata remanescente de forma quantitativa; o indicador \mathrm{Fe}^{3+} forma o complexo vermelho [\mathrm{Fe}(\mathrm{SCN})]^{2+} para indicar o ponto final.
  • Resultado consistente, apresentado com casas decimais adequadas aos dados fornecidos.

Resposta

20{,}26\%

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