- Qual é a percentagem (
) de ferro em uma amostra de água contendo
de cloreto de ferro III, sabendo-se que esta solução apresenta densidade igual a
?
Passo 1
O enunciado fornece e pede o seguinte:
-
Dados fornecidos:
- Concentração da solução de cloreto de ferro(III):
. - Densidade da solução:
.
- Concentração da solução de cloreto de ferro(III):
-
O que é pedido:
- A percentagem em massa (m/m) de ferro na amostra, ou seja, a massa de ferro por massa de solução vezes
.
- A percentagem em massa (m/m) de ferro na amostra, ou seja, a massa de ferro por massa de solução vezes
Passo 2
Converter a concentração de
para
.
- Lembrando a conversão:
. - Então
Passo 3
Determinar quantos mols de ferro existem por litro de solução.
- A fórmula do sal é
. Cada mol de contém exatamente 1 mol de átomos de Fe (este é o ponto estequiométrico importante). - Portanto o número de mols de Fe por litro é igual ao número de mols de
por litro:
Passo 4
Calcular a massa de ferro contida em 1 litro de solução.
- Primeiro: massas atômicas (valores usados aqui; explicando: são as massas médias atômicas em g·mol^{-1}):
-
. -
(só para referência).
-
- A massa de Fe por litro é dada por
- Substituindo:
- Para intuição, isso corresponde a
de Fe por litro de solução.
Passo 5
Calcular a massa da solução correspondente a 1 litro, usando a densidade.
- Densidade
. Como ,
Passo 6
Calcular a percentagem em massa (m/m) de Fe na solução.
- Definição de percentagem em massa:
- Aplicando aos valores por litro:
- Calculando:
Passo 7
Interpretação final e comentário rápido:
- O resultado é muito pequeno porque a concentração dada (
) é baixa e a massa total de 1 L de solução é grande (1050 g). - Em química analítica é comum também expressar esse tipo de baixa concentração em ppm (partes por milhão). Se for útil:
equivale a cerca de (pois = ). Mas o enunciado pediu % (m/m), então usamos essa unidade.