O ouro tem aplicações que vão além das joias e do investimento financeiro, sendo fundamental na indústria eletrônica e aeroespacial devido à sua excelente condutividade elétrica, resistência à corrosão e propriedades refletoras. Para quantificar amostras contendo outo, utiliza-se uma solução padrão de iodeto de potássio (KI) que é adicionada à amostra de ouro. O iodeto reage com os íons de ouro(III), formando uma coloração amarelada, conforme a equação a seguir:
Qual deve ser a concentração de íons
na amostra, se forem utilizados na reação
de solução de KI de concentração
? Qual deve ser a massa de AuI obtida no processo?
Passo 1
O enunciado fornece a reação
e pede duas coisas:
- A concentração de íons
na amostra, sabendo que foram utilizados de solução de KI de concentração . - A massa de
obtida no processo.
Informações dadas:
- Volume da solução de KI:
. - Concentração da solução de KI:
. - Estequiometria:
mol de reage com mol de KI. - A reação produz
mol de por mol de .
Passo 2
Primeiro, vamos transformar unidades e calcular a quantidade de matéria (moles) de KI adicionada. A fórmula básica que usamos é a definição de concentração molar:
onde
é o número de mols,
é a concentração em
e
é o volume em litros. Convertendo
para litros:
Passo 3
Calculemos os mols de KI adicionados:
Explicação didática: multiplicamos a concentração (mol por litro) pelo volume em litros para obter quantos mols de soluto existem na porção usada.
Passo 4
Usamos a estequiometria da reação para relacionar
com os mols de
. A reação mostra que
mol de KI reagem com
mol de
. Portanto:
Didática: razão estequiométrica significa que para cada 3 mols de KI consumidos, 1 mol de
é consumido.
Passo 5
Agora precisamos da concentração de
na amostra. O enunciado não informa outro volume da amostra, então vamos assumir que a porção de amostra que reagiu tem o mesmo volume com que foi misturada (isto é, estamos calculando a concentração correspondente àquela quantidade de amostra utilizada). Assim, se a amostra tem volume
, a concentração molar é
Interpretação prática: isso significa que, na porção de amostra considerada, havia
de
por litro de solução.
Passo 6
Agora calculamos a massa de
formada. A reação indica que cada mol de
gera
mol de
, então
Para obter a massa usamos
onde
é a massa molar de
. Calculamos
somando as massas atômicas:
e
, então
Passo 7
Calculemos a massa de
:
Em unidades mais intuitivas, isto é aproximadamente
.